Astrónomos descubren tres exoplanetas masivos orbitando una estrella evolucionada


Utilizando datos de la misión Kepler / K2 de la NASA y varios instrumentos terrestres, los astrónomos han descubierto un sistema planetario con tres planetas en tránsito alrededor de la estrella EPIC 249893012, con una espectacular antigüedad de 9 mil millones de años.

Estrellas evolucionadas
La evolución estelar es el proceso por el cual una estrella cambia a lo largo del tiempo. Dependiendo de la masa de la estrella, su vida útil puede variar desde unos pocos millones de años para las estrellas más masivas, hasta trillones de años para las estrellas menos masivas, este último tipo de estrellas viven considerablemente más tiempo que la edad actual del universo. La vida útil de las estrellas depende de sus masas. Todas las estrellas nacen del colapso de nubes de gas y polvo, a menudo llamadas nebulosas o nubes moleculares.

La evolución estelar puede describirse como una batalla entre dos fuerzas: la gravitatoria, que desde la formación de una estrella a partir de una nube de gas tiende a comprimirla y a conducirla al colapso gravitatorio, y la nuclear, que tiende a oponerse a esa contracción a través de la presión térmica resultante de las reacciones nucleares. Aunque finalmente el ganador de esta batalla es la gravedad (ya que en algún momento la estrella no tendrá más combustible nuclear que emplear), la evolución de la estrella dependerá, fundamentalmente, de su masa inicial y, en segundo lugar, de su metalicidad y su velocidad de rotación así como de la presencia de estrellas compañeras cercanas.

EPIC 249893012 es una estrella evolucionada de tipo G8 ubicada aproximadamente a 1.057 años luz de distancia de la Tierra. Esta estrella es un 71% más grande que nuestro Sol, pero tiene una masa de solo 1.05 veces la masa del Sol.

EPIC 249893012, que tiene aproximadamente 9 mil millones de años, alberga al menos tres planetas masivos.

El planeta interior es una supertierra caliente con un período orbital de 3.6 días. Este mundo alienígena, llamado EPIC 249893012b, es 1.95 veces más grande que la Tierra y 8.75 veces más masivo.

“EPIC 249893012b es una supertierra con una densidad compatible con una composición de silicato puro. Sin embargo, una configuración más realista sería un núcleo de níquel-hierro y un manto de silicato”, dijo Diego Hidalgo, del Instituto de Astrofísica de Canarias y la Universidad de La Laguna, Tenerife, y sus colegas de investigación.

"El planeta tiene una atmósfera residual de hidrógeno-helio, que aumenta su radio pero no contribuye significativamente a la masa total del planeta".

Los planetas EPIC 249893012c y d son planetas gaseosos de tipo sub Neptuno caliente, con períodos orbitales de 15.6 y 35.7 días, respectivamente.

Tienen masas y radios de 14.67 masas terrestres y 3.67 radios terrestres para EPIC 249893012c, y 10.2 masas terrestres y 3.94 radios terrestres para EPIC 249893012d.

Los tres nuevos planetas fueron descubiertos por primera vez en datos de la misión Kepler / K2.

La metodología
Hidalgo y sus coautores de investigación confirmaron el descubrimiento utilizando la cámara infrarroja y el espectrógrafo (IRCS) en el telescopio Subaru de 8,2 m, el espectrógrafo buscador de planetas de alta velocidad radial (HARPS) en el telescopio de 3,6 m del Observatorio La Silla de ESO, y el espectrógrafo HARPS-N en el Telescopio Nazionale Galileo de 3.58 m en el Observatorio Roque de Los Muchachos.

"Combinando fotometría K2 con imágenes de alta resolución y espectroscopía Doppler de alta precisión, confirmamos los tres planetas y determinamos sus masas, radios y densidades medias", explicaron los astrónomos.

Debido a que el sistema EPIC 249893012 se encuentra en una etapa temprana de su evolución después de abandonar la secuencia principal, es un buen candidato para un estudio detallado de su evolución dinámica, para (i) arrojar luz sobre la formación de planetas gigantes cercanos, y (ii) probar una hipótesis de que los planetas gigantes forman una barrera dinámica que confina a las supertierras a una evolución que hace migra a estos planetas hacia adentro del sistema.

Referencia del documento científico:
D. Hidalgo et al. 2020. Tres planetas que transitan por la estrella evolucionada EPIC 249893012: una supertierra caliente de 8.8-masas terrestres y dos sub Neptunos calientes de 14.7 y 10.2-masas terrestres. A&A, en prensa; doi: 10.1051 / 0004-6361 / 201937080

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