Descubrimiento del primer exoplaneta de zona habitable terrestre con Planet-Hunter TESS

TOI 700, un sistema planetario ubicado a 100 años luz de la constelación de Dorado, es el hogar de TOI 700 d, el primer planeta de zona habitable del tamaño de la Tierra descubierto por el satélite de exploración de exoplanetas de tránsito de la NASA. . Crédito: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA

TESS, el Satélite de reconocimiento de exoplanetas en tránsito, se lanzó en 2018 con el objetivo de descubrir pequeños planetas alrededor de los vecinos más cercanos del Sol, estrellas lo suficientemente brillantes como para permitir el seguimiento de las caracterizaciones de las masas y atmósferas de sus planetas. TESS ha descubierto hasta ahora diecisiete planetas pequeños alrededor de once estrellas cercanas que son enanas M: estrellas más pequeñas que el Sol (menos del 60% de la masa del Sol) y más frías (temperaturas superficiales menos de aproximadamente 3900 Kelvin). En una serie de tres artículos publicados juntos este mes, los astrónomos informan que uno de estos planetas, TOI-700d, es del tamaño de la Tierra y también se encuentra en la zona habitable de su estrella; también discuten su posible clima.

CfA Los astrónomos Joseph Rodríguez, Laura Kreidberg, Karen Collins, Samuel Quinn, Dave Latham, Ryan Cloutier, Jennifer Winters, Jason Eastman y David Charbonneau estuvieron entre los equipos que estudiaron TOI-700d, uno de los tres pequeños planetas que orbitan alrededor ‘una estrella enana M (su masa es de 0,415 masas solares) ubicada a ciento dos años luz de la Tierra. El análisis de los datos de TESS reveló que los tamaños provisionales de los planetas eran aproximadamente del tamaño de la Tierra, 1,04, 2,65 y 1,14 radios terrestres, respectivamente, y sus períodos orbitales de 9,98, 16,05 y 37,42 días, respectivamente.

Esta ilustración de TOI 700 d se basa en varios entornos simulados para una versión oceánica del planeta. Crédito: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA

En nuestro sistema solar, Mercurio gira alrededor del Sol en aproximadamente 88 días; está tan cerca del Sol que su temperatura puede alcanzar más de 400 Celsius. Pero debido a que esta estrella enana M enfría comparativamente la órbita de su tercer planeta, aunque está mucho más cerca de la estrella que Mercurio del Sol, la coloca en la zona habitable, la región en la que las temperaturas lo permiten. agua superficial (si aplica)) para permanecer líquida cuando también hay atmósfera. Esto hace que este planeta TOI-700d del tamaño de la Tierra sea particularmente atractivo como posible anfitrión de vida.

Las detecciones de TESS fueron emocionantes pero inciertas: las señales eran débiles y había una pequeña posibilidad de que la detección de TOI-700d fuera falsa. Debido a la importancia potencial de encontrar un planeta cercano del tamaño de la Tierra en una zona habitable, los científicos de TESS recurrieron a la cámara IRAC en el Observatorio Espacial Spitzer para su confirmación. Antes de ser apagado por NASA En febrero de 2020, la cámara IRAC era, con mucho, la cámara de infrarrojo cercano más sensible del espacio.

Un diagrama de los planetas alrededor de la estrella enana M TOI-700, descubierto por TESS. El tercero (el planeta más alejado de la estrella), TOI-700d, está en la zona habitable de la estrella (que se muestra en verde). Usando la cámara IRAC en Spitzer, el equipo refinó la masa del planeta a 2.1 masas terrestres y 1.14 rayos terrestres. (La escala muestra 0.2 unidades astronómicas; AU es la distancia promedio Tierra-Sol). Crédito: Rodríguez et al 2020

El equipo de TESS observó TOI-700 con IRAC en octubre de 2019 y enero de 2020, adquiriendo detecciones claras de planetas con aproximadamente el doble de la relación señal-ruido de TESS, suficiente para mejorar la órbita del planeta en un 61% y refinar significativamente nuestro conocimiento de sus otras características, refinar el radio como arriba y encontrar la masa en 2.1 masas terrestres. Los resultados, especialmente cuando se comparan con las propiedades de otros planetas, sugieren que este planeta puede ser rocoso y es probable que esté «encerrado» con un lado del planeta todavía mirando hacia la estrella.

Si hubiera agua líquida en la superficie del TOI-700d, afirman los astrónomos, también habría nubes que contienen agua en la atmósfera, y el equipo está utilizando modelos de sistemas climáticos. para estimar sus posibles propiedades y qué medidas más sensibles podrían encontrar. Sin embargo, concluyen que es probable que las misiones espaciales actuales, incluido el JWST, carezcan de la sensibilidad para detectar las características atmosféricas en un factor de diez o más. No obstante, sus estudios climáticos detallados ayudarán a los astrónomos a limitar los tipos de telescopios e instrumentos que se necesitarán para investigar este nuevo y emocionante vecino.

El satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA ha descubierto su primer planeta del tamaño de la Tierra en la zona habitable de su estrella, el rango de distancias donde las condiciones pueden ser perfectas para permitir la presencia de agua líquida en el zona. Los científicos confirmaron el descubrimiento, llamado TOI 700 d, utilizando el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA y modelaron los entornos potenciales del planeta para ayudar a informar las observaciones futuras. Crédito: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA

Las referencias:

“El primer planeta del tamaño de la Tierra en una zona habitable TESS. I. Validación del sistema TOI-700 ”por Emily A. Gilbert, Thomas Barclay, Joshua E. Schlieder, Elisa V. Quintana, Benjamin J. Hord, Veselin B. Kostov, Eric D. Lopez, Jason F. Rowe, Kelsey Hoffman , Lucianne M. Walkowicz, Michele L. Silverstein, Joseph E. Rodriguez, Andrew Vanderburg, Gabrielle Suissa, Vladimir S. Airapetian, Matthew S. Clement, Sean N. Raymond, Andrew W. Mann, Ethan Kruse… Benjamin J. Shappee, Mackennae Le Wood y Jennifer G. Winters, 14 de agosto de 2020, La revista astronómica.
DOI: 10.3847 / 1538-3881 / aba4b2

“El primer planeta del tamaño de la Tierra en una zona habitable TESS. II. Spitzer confirma TOI-700 d ”por Joseph E. Rodriguez, Andrew Vanderburg, Sebastian Zieba, Laura Kreidberg, Caroline V. Morley, Jason D. Eastman, Stephen R. Kane, Alton Spencer, Samuel N. Quinn, Ryan Cloutier, Chelsea X . Huang, Karen A. Collins, Andrew W. Mann, Emily Gilbert, Joshua E. Schlieder, Elisa V. Quintana, Thomas Barclay, Gabrielle Suissa, Ravi kumar Kopparapu… Philip S. Muirhead, Elisabeth Newton, Mark E. Rose, Joseph D . Twicken y Jesus Noel Villaseñor, 14 de agosto de 2020, La revista astronómica.
DOI: 10.3847 / 1538-3881 / aba4b3

“El primer planeta del tamaño de la Tierra en una zona habitable TESS. III. Estados climáticos y perspectivas de caracterización de TOI-700 d ”por Gabrielle Suissa, Eric T. Wolf, Ravi kumar Kopparapu, Geronimo L. Villanueva, Thomas Fauchez, Avi M. Mandell, Giada Arney, Emily A. Gilbert, Joshua E. Schlieder , Thomas Barclay, Elisa V. Quintana, Eric Lopez, Joseph E. Rodriguez y Andrew Vanderburg, 14 de agosto de 2020, La revista astronómica.
DOI: 10.3847 / 1538-3881 / aba4b4