Agencias/Ciudad de México.- Un exoplaneta raro que debería haber quedado reducido a roca desnuda por la intensa radiación de su estrella anfitriona cercana, de alguna manera desarrolló una atmósfera hinchada en su lugar.

Apodado “Fénix” por su capacidad para sobrevivir a la energía radiante de su estrella gigante roja, este planeta recién descubierto ilustra la vasta diversidad de sistemas solares y la complejidad de la evolución planetaria, especialmente al final de la vida de las estrellas.

Los hallazgos, que obligan a los científicos a repensar las teorías sobre cómo los planetas envejecen y mueren en entornos extremos, han sido publicados en The Astronomical Journal.

“Este planeta no está evolucionando de la manera que pensábamos que lo haría. Parece tener una atmósfera mucho más grande y menos densa de lo que esperábamos para estos sistemas”, dijo en un comunicado Sam Grunblatt, astrofísico de la Universidad Johns Hopkins que dirigió la investigación. “Cómo mantuvo esa atmósfera a pesar de estar tan cerca de una estrella anfitriona tan grande es la gran pregunta”.

El nuevo planeta pertenece a una categoría de mundos raros llamados “Neptunos calientes” porque comparten muchas similitudes con el gigante helado más externo del sistema solar a pesar de estar mucho más cerca de sus estrellas anfitrionas y ser mucho más caliente. Oficialmente llamado TIC365102760 b, este nuevo planeta hinchado es sorprendentemente más pequeño, más viejo y más caliente de lo que los científicos creían posible. Es 6.2 veces más grande que la Tierra, completa una órbita alrededor de su estrella madre cada 4.2 días y está aproximadamente 6 veces más cerca de su estrella que Mercurio del Sol.

Debido a la edad de Fénix y las temperaturas abrasadoras, junto con su densidad inesperadamente baja, el proceso de despojo de su atmósfera debe haber ocurrido a un ritmo más lento de lo que los científicos creían posible, concluyeron los científicos. También estimaron que el planeta es 60 veces menos denso que el “Neptuno caliente” más denso descubierto hasta la fecha, y que no sobrevivirá más de 100 millones de años antes de comenzar a morir en espiral hacia su estrella gigante.

“Es el planeta más pequeño que hemos encontrado jamás alrededor de una de estas gigantes rojas, y probablemente el planeta de menor masa que orbita una estrella gigante roja que hemos visto jamás”, dijo Grunblatt. “Por eso parece realmente extraño. No sabemos por qué todavía tiene atmósfera cuando otros ‘Neptunos calientes’ que son mucho más pequeños y densos parecen estar perdiendo sus atmósferas en entornos mucho menos extremos”.

Grunblatt y su equipo pudieron obtener esa información ideando un nuevo método para ajustar los datos del Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA. El telescopio del satélite puede detectar planetas de baja densidad a medida que atenúan el brillo de sus estrellas anfitrionas al pasar frente a ellas. Pero el equipo de Grunblatt filtró la luz no deseada en las imágenes y luego las combinó con mediciones adicionales del Observatorio W.M. Keck, una instalación que rastrea los diminutos bamboleos de las estrellas causados por sus planetas en órbita.

Los hallazgos podrían ayudar a los científicos a entender mejor cómo podrían evolucionar atmósferas como la de la Tierra, dijo Grunblatt. Los científicos predicen que en unos pocos miles de millones de años el sol se expandirá hasta convertirse en una estrella gigante roja que se hinchará y engullirá a la Tierra y a los otros planetas interiores.

“No entendemos muy bien la evolución tardía de los sistemas planetarios“, dijo Grunblatt. “Esto nos dice que tal vez la atmósfera de la Tierra no evolucionará exactamente como pensábamos que lo haría”.

Finalmente, es posible que el planeta haya sido significativamente más pequeño en el pasado, lo que limitó la tasa instantánea de pérdida de masa en la secuencia principal. Nuestras estimaciones de pérdida de masa acumulada suponen que no hay cambios en el radio del planeta en función del tiempo, lo que no se espera para planetas en este régimen de masa y temperatura que experimentan una pérdida de masa significativa. La pérdida de masa atmosférica tiende a encoger los planetas con el tiempo en este régimen de masa y temperatura, lo que generalmente resulta en una pérdida de masa mayor que la que asumimos en la Figura 9. Sin embargo, si asumimos el reciente aumento en la irradiación recibida por este planeta debido a la post-mantenimiento. La evolución de la secuencia podría haber resultado en la rápida reinflación de este planeta, esto implica un radio más pequeño para el planeta cuando TIC 365102760 estaba en la secuencia principal.

Los planetas hinchados a menudo están compuestos de gases, hielo u otros materiales más ligeros que los hacen en general menos densos que cualquier planeta del sistema solar. Son tan raros que los científicos creen que solo alrededor del 1% de las estrellas los tienen. Los exoplanetas como Fénix no se descubren con tanta frecuencia porque sus tamaños más pequeños los hacen más difíciles de detectar que los más grandes y densos, dijo Grunblatt. Es por eso que su equipo está buscando más de estos mundos más pequeños. Ya han encontrado una docena de candidatos potenciales con su nueva técnica.

“Todavía tenemos un largo camino por recorrer para comprender cómo evolucionan las atmósferas planetarias con el tiempo”, dijo Grunblatt.

Dado que la señal de tránsito detectada en las curvas de luz “KSP SAP”, “SAP FLUX” y eleanor no coincide con el período y la fase de los datos del RV, solo ajustamos los parámetros del planeta de TIC 365102760 b utilizando los gigantes y la luz SPOC. curvas. Observamos que el mejor ajuste del modelo de exoplaneta utilizando la curva de luz SPOC da un radio de 7.2 ± 0-8 R⊕, en buena concordancia con el valor determinado utilizando la curva de luz de los gigantes. Encontramos que la señal RV para este planeta es más pequeña que cualquier otra señal medida para un solo planeta en tránsito alrededor de una estrella evolucionada, pero aún limita la masa del planeta a >3σ.

El descubrimiento de un Neptuno caliente de baja densidad orbitando una estrella evolucionada demuestra que las atmósferas de estos planetas son más resistentes de lo que se pensaba anteriormente. Además, demuestra que los planetas de tamaño más pequeño que Júpiter pueden inflarse directamente mediante la irradiación de sus estrellas anfitrionas. Esto tiene implicaciones importantes para comprender la estructura y evolución de planetas del tamaño de Neptuno e interpretar la demografía de la población planetaria conocida. Encontrar planetas más evolucionados, calientes, del tamaño de Neptuno y con diferentes masas y densidades puede revelar tendencias adicionales en la composición planetaria o la actividad estelar. Las búsquedas específicas de estos sistemas evolucionados son necesarias, ya que estos planetas no se detectan en las búsquedas generales de planetas en tránsito.

Observaciones adicionales de TIC 365102760 b utilizando enfoques espectroscópicos terrestres y espaciales pueden revelar salidas atmosféricas de este planeta, lo que limitará mejor la vida útil de su atmósfera, así como su composición atmosférica. Ya se ha detectado una atmósfera extendida potencialmente indicativa de un flujo de salida a través de la transmisión de la línea D de sodio en otro planeta evolucionado e inflado, KELT-11 b, aunque en niveles más bajos de lo esperado inicialmente. Esto puede deberse a las nubes a gran altitud, que pueden estar relacionadas con la producción de nubes de silicato como resultado de la rápida reinflación del planeta. Restringir el equilibrio entre la inflación atmosférica del planeta y la pérdida de masa ayudará a revelar la evolución de las atmósferas planetarias a lo largo del tiempo, aclarando características demográficas del planeta como el desierto caliente de Neptuno.

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