Exoplaneta 128 b: el ingenioso método que permitió descifrar los secretos de uno de los exoplanetas más cercanos a la Tierra

Ilustración artística del exoplaneta Ross 128 y su estrella enana roja Derechos de autor de la imagen ESO/M. Kornmesser
Image caption Así imaginó un artista al exoplaneta Ross 128 y a su estrella enana roja, que puede verse al fondo.

¿Cómo puede averiguarse la composición de un planeta cuando es muy difícil observarlo?

El descubrimiento del exoplaneta Ross 128 b el año pasado creó gran entusiasmo en la comunidad científica.

No sólo se trata de un exoplaneta cercano, a sólo 11 años luz, sino que los astrónomos creen que sería templado, una condición favorable para la vida.

Sin embargo, este planeta orbita su estrella, llamada Ross 128, a un ángulo que hace muy difícil estudiarlo en forma directa.

¿La solución? Utilizar un método ingenioso que permite estudiar la estrella y deducir a partir de ella la composición del planeta.

El astrónomo brasileño Diogo Souto, del Observatorio Nacional en Rio de Janeiro, fue quien lideró el estudio que reveló la composición química de la estrella Ross 128 y de su misterioso exoplaneta.

Enanas rojas

Ross 128 b fue descubierto a fines de 2017 y tiene una masa mínima de 1,35 la masa de la Tierra.

Su estrella, Ross 128, es una estrella tipo enana roja. "Es una estrella fría que tiene aproximadamente la mitad de la temperatura de nuestro Sol y un quinto de su tamaño", explicó a BBC Mundo Souto, autor principal del estudio publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters.

Derechos de autor de la imagen Diogo Souto
Image caption "Mostramos que estudiando enanas rojas en la región del infrarrojo es posible extraer mucha más información", señaló el astrónomo brasileño Diogo Souto.

"La gran mayoría de los exoplanetas de masa y tamaño similar a la Tierra detectados hasta el momento orbitan estrellas enanas rojas".

"Hasta el año pasado no sabíamos estudiar la abundancia química de estrellas enanas rojas porque su espectro electromagnético en la región visible está cubierto por mezclas moleculares que dificultan mucho su estudio".

"En mi tesis, defendida en el Observatorio Nacional, mostramos que estudiando estos objetos en la región del infrarrojo, en cambio, es posible extraer mucha más información sobre este tipo de estrella, estudiando hasta 14 elementos químicos".

La técnica utilizada por Souto fue espectroscopia, una herramienta usada en astronomía hace años, pero mayoritariamente para el estudio de sistemas con exoplanetas gigantes.

"La novedad del estudio es usarla para estudiar un exoplaneta rocoso y de masa similar a la Tierra y muy próximo a nuestro sistema".

Souto explicó que "la espectroscopía es el estudio del espectro estelar, que es obtenido con la descomposición de la luz en diferentes longitudes de onda".

"Cada longitud es proporcional a la energía liberada en cada reacción química en la estrella, y con esa información podemos estudiar los compuestos químicos estelares".

"Cada línea en el espectro lleva la información de un determinado elemento químico".

Conexión estrella-planeta

Souto utilizó datos del espectrógrafo APOGEE, en el telescopio con lentes de 2,5 metros de diámetro del observatorio Apache Point de Nuevo México y es parte del proyecto SDSS o Sloan Digital Sky Survey(www.sdss.org).

Derechos de autor de la imagen ESO/M. Kornmesser
Image caption Proxima Centauri es otra enana roja que tiene en su órbita un exoplaneta rocoso, pero sus fulguraciones solares hacen poco probable que pueda haber vida en los planetas a su alrededor.

"El SDSS es un proyecto estadounidense que acepta participación de diferentes instituciones y el Observatorio Nacional está participando del proyecto entre 2016 y 2020".

A partir del espectro de la estrella Ross 128, Souto y sus colegas estudiaron la abundancia de ocho elementos químicos: carbono, oxígeno, magnesio, aluminio, potasio, calcio, titanio y hierro.

"Conociendo este patrón químico podemos usar el concepto de conexión estrella-planeta, que dice que un sistema fue formado a partir del mismo material, para inferir las propiedades del planeta Ross 128b", afirmó Souto.

Temperatura

Los astrónomos encontraron que Ross 128 b está dentro de los planetas rocosos, no gaseosos.

Y calcularon la luz y calor que llega al planeta, basándose en la temperatura de su estrella.

Derechos de autor de la imagen NASA/ESA/G. Bacon
Image caption De esta forma podría verse una enana roja rodeada de uno de sus exoplanetas. "La gran mayoría de los exoplanetas de masa y tamaño similar a la Tierra detectados hasta el momento orbitan estrellas enanas rojas", señaló Souto.

Debido a que las enanas rojas son más frías, la zona potencialmente favorable a la vida para planetas en su entorno es más cercana que la distancia entre la Tierra y la Luna.

Pero muchas enanas rojas son muy activas. Proxima Centauri, por ejemplo, otra enana roja que tiene en su órbita un exoplaneta rocoso, es tan activa que sus fulguraciones solares o liberaciones intensas de radiación electromagnética hacen poco probable que pueda haber vida en los planetas a su alrededor.

En el caso de Ross 128, en cambio, la actividad es mínima y esto hace del exoplaneta Ross 128 b un buen lugar para buscar vida.

"Favorables para la vida"

El estudio es clave porque en los próximos años "las misiones de búsqueda de exoplanetas se enfocarán en las estrellas enanas rojas", según Souto.

"Esto se debe a que en general es más fácil observar exoplanetas de baja masa, como la de la Tierra, que orbitan estrellas de baja masa como las enanas rojas".

"Hay mucho que aún no se sabe sobre Ross 128, por ejemplo cual es su campo magnético, pero nuestro estudio muestra la efectividad de usar datos de una estrella para revelar secretos de planetas difíciles de estudiar directamente", afirmó el astrónomo brasileño a BBC Mundo.

"Usando esos datos químicos podemos estudiar la estructura y composición de exoplanetas y averiguar ambientes favorables para la formación de la vida".

Puedes ver el estudio en este vínculo

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