Un exoplaneta «es cola» en les observacions del seu sistema estel·lar

Pel fet que l'estrella és visible a simple vista i el sistema està a prop de la Terra, el planeta serà un objectiu inestimable per a futurs estudis

Investigadors implicats en la missió Cheops de l'Agència Espacial Europea (ESA), que cerca exoplanetes, han detectat un trànsit inesperat davant d'una estrella propera. Mentre observava dos exoplanetes del sistema, el satèl·lit ha vist un nou planeta, el tercer conegut fins dia d’avui, creuant pel davant de l’estrella.

Aquesta és la primera vegada que es veu un exoplaneta amb un període de més de 100 dies transitant per una estrella prou brillant com per a ser visible a simple vista. Com que els exoplanetes de llarg període orbiten molt lluny de les seves estrelles, les possibilitats de veure’ls en un trànsit són increïblement baixes. Així, aquesta troballa, una de les primeres de la missió Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite), ha sigut una autèntica sorpresa.

Coneguda amb el nom de Nu2 Lupi, aquesta estrella brillant semblant al Sol es troba a poc menys de 50 anys llum de la Terra a la constel·lació de Lupus (el Llop). El sistema allotja tres exoplanetes coneguts i els dos planetes més interns (designats planeta b i planeta c) havien estat observats anteriorment transitant l'estrella. Nu2 Lupi és una de les tres úniques estrelles visibles a ull nu i amb múltiples planetes en trànsit que es coneixen.

Imatge: Infografia del sistema planetari Nu2 Lupi
Llegenda: La infografia revela els detalls del sistema planetari Nu2 Lupi, explorat recentment per la missió Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite) de l’ESA, que cerca exoplanetes. 
Crèdits: ESA

«Els sistemes de trànsit com Nu2 Lupi tenen una importància cabdal en la nostra comprensió de com es formen i evolucionen els planetes, ja que podem comparar detalladament diversos planetes al voltant de la mateixa estrella brillant», afirma la Dra. Laetitia Delrez, investigadora a la Universitat de Liège (Bèlgica) i autora principal de la troballa. «Ens vam proposar basar-nos en estudis previs de Nu2 Lupi i observar els planetes b i c amb Cheops mentre creuaven per davant de l'estrella, però durant un trànsit del planeta c vam veure quelcom sorprenent: un trànsit inesperat del planeta d, que es troba més enfora en el sistema».

Els trànsits planetaris constitueixen una valuosa oportunitat per estudiar l’atmosfera, l’òrbita, la mida i l’interior d’un planeta. Un planeta en trànsit bloqueja una petita però detectable proporció de llum de la seva estrella quan creua per davant d’ella, i va ser aquesta petita baixada de llum la que va portar la Dra. Delrez i el seu equip a fer el seu descobriment.

Utilitzant les capacitats d’alta precisió de Cheops, s’ha comprovat que el planeta d té aproximadament 2,5 vegades el radi de la Terra, i s’ha determinat que triga poc més de 107 dies a fer una volta sencera al voltant de la seva estrella. Gràcies a observacions d’arxiu de telescopis terrestres, també s’ha mesurat que té una massa 8,8 vegades la de la Terra.

La majoria d’exoplanetes amb trànsits de llarg període descoberts fins ara s’han trobat al voltant d’estrelles massa dèbils per permetre observacions detallades de seguiment, és a dir, que se sap poc sobre les propietats dels seus planetes. No obstant això, Nu2 Lupi és prou brillant com per ser un objecte atractiu per a altres potents telescopis espacials, com el telescopi espacial Hubble de NASA/ESA o el futur telescopi espacial James Webb de NASA/ESA/CSA, o grans observatoris terrestres.

Cheops, missió de l’ESA en què l’Institut d’Estudis Espacial de Catalunya (IEEC) hi participa com a part de l’equip científic i del consell de la missió, està dissenyat per recopilar dades de molt alta precisió d’estrelles individuals conegudes per allotjar planetes, en lloc d’escombrar de manera més general per buscar possibles exoplanetes al voltant de moltes estrelles. Aquest enfocament i precisió resulten excepcionalment útils per entendre els sistemes estel·lars que ens envolten.

«Tot i que encara es troba al començament de la seva missió per mesurar exoplanetes i identificar objectius interessants per a estudis posteriors, Cheops ja compleix les expectatives i està proporcionant resultats impressionants», explica el Prof. Ignasi Ribas, membre de l’equip científic de la missió Cheops, investigador a l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE, CSIC) i director de l'IEEC.

Observatoris i instruments

Cheops és una missió de l’ESA desenvolupada en col·laboració amb Suïssa, amb un consorci dedicat liderat per la Universitat de Berna i amb importants contribucions d’Àustria, Bèlgica, França, Alemanya, Hongria, Itàlia, Portugal, Espanya, Suècia i el Regne Unit. L’ESA és l’arquitecte de la missió Cheops, responsable de l’adquisició i fase de proves del satèl·lit, del llançament i operacions inicials, i de la comprovació tècnica durant la posada en òrbita, així com del Programa d’Observadors Convidats a través del qual els científics de tot el món poden sol·licitar observacions amb Cheops. El consorci d'11 Estats Membres de l'ESA dirigit per Suïssa va proporcionar elements essencials de la missió. El principal contractista per al disseny i la construcció de la nau espacial és «Airbus Defence and Space» ubicada a Madrid, Espanya.

El consorci de la missió Cheops dirigeix ​​el Mission Operations Center situat a l’Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), a Torrejón de Ardoz (Madrid, Espanya), i el Science Operations Center, situat a la Universitat de Ginebra (Suïssa).

Enllaços

– IEEC
– ESA – Cheops
 
Més informació

Aquesta recerca es presenta en un article titulat «Transit detection of the long-period volatile-rich super-Earth Nu2 Lupi d with CHEOPS» de Delrez, L. et al. (2021), que apareixerà a la revista Nature Astronomy el 28 de juny de 2021.

L’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) promou i coordina la recerca i el desenvolupament tecnològic espacial a Catalunya en benefici de la societat. L’IEEC fomenta les col·laboracions tant a nivell local com mundial, i és un eficient agent de transferència de coneixement, innovació i tecnologia.  Com a resultat de 25 anys de recerca d’alta qualitat, duta a terme en col·laboració amb les principals organitzacions internacionals, l’IEEC es troba entre els millors centres d’investigació internacionals centrats en àrees com: l’astrofísica, la cosmologia, les ciències planetàries i l’observació de la Terra. La divisió d’enginyeria de l’IEEC desenvolupa instrumentació per a projectes terrestres i espacials, i té una àmplia experiència treballant amb organitzacions privades i públiques del sector aeroespacial així com altres sectors d’innovació.   

L’IEEC és una fundació privada sense ànim de lucre regida per un Patronat compost per la Generalitat de Catalunya i unes altres quatre institucions amb una unitat científica cadascuna, que en conjunt constitueixen el nucli de l’activitat d’I+D de l’IEEC: la Universitat de Barcelona (UB) amb la unitat científica ICCUB – Institut de Ciències del Cosmos; la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) amb la unitat científica CERES – Centre d’Estudis i Recerca Espacials; la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) amb la unitat científica CTE – Grup de Recerca en Ciències i Tecnologies de l’Espai; i el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) amb la unitat científica ICE – Institut de Ciències de l’Espai. L’IEEC és un centre CERCA (Centres de Recerca de Catalunya).

Main Image

Imatge: Recreació artística del sistema planetari Nu2 Lupi
Llegenda: La recreació artística mostra el sistema planetari Nu2 Lupi, explorat recentment per la missió Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite) de l’ESA, que cerca exoplanetes. 
Crèdits: ESA

Contactes

Oficina de Comunicació de l'IEEC
Barcelona, Espanya
Ana Montaner 
Correu electrònic: comunicacio@ieec.cat 

Oficina de Comunicació del «HE Space Operations» – Agència Espacial Europea
European Space Research and Technology Centre (ESTEC)
Noordwijk, Països Baixos
Iris Nijman
Correu electrònic: Iris.Nijman@esa.int

Investigador de contacte
Barcelona, Espanya
Ignasi Ribas
Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) i Institut de Ciències de l’Espai (ICE, CSIC)
Correu electrònic: iribas@ice.cat