Gliese 486 b, el planeta terrestre mejor estudiado fuera del sistema solar

El IEEC participa en este estudio a través de investigadores del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) y del Observatorio del Montsec (OdM-IEEC)

Gracias a los datos cuidadosamente obtenidos con un conjunto de instrumentos y telescopios espaciales, un equipo de astrónomos ha podido modelar el interior y estimar los tamaños relativos del núcleo (metálico) y del manto (rocoso) del exoplaneta Gliese 486 b (GJ486 b), descubierto en 2021. El análisis, que aparece hoy en la revista Astronomy & Astrophysics, es tan detallado que ha permitido investigar aspectos científicos no estudiados hasta el momento.
 
Mediante el uso de instrumentos y proyectos como CARMENES, CHARA, CHEOPS, el telescopio espacial Hubble, MAROON-X y TESS, el equipo —dirigido por el investigador José A. Caballero, del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA)— también ha hecho predicciones sobre la composición de la atmósfera del planeta y su detectabilidad con el telescopio espacial James Webb, que pronto apuntará su espejo segmentado hacia el sistema planetario. El Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) participa en el proyecto a través de investigadores en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) y en el Observatorio del Montsec (OdM-IEEC).

El Consorcio CARMENES, un equipo germano-español de astrónomos, encontró en 2019 el exoplaneta que más se parece a la Tierra. Sin embargo, este exoplaneta no transita (es decir, no pasa por delante de su estrella visto desde el sistema solar) y, por tanto, no se puede determinar bien su radio. Aunque la mayoría de ellos no son habitables, los planetas en tránsito son más interesantes para los astrónomos porque permiten investigar sus atmósferas y, solamente en el caso de los sistemas planetarios más cercanos al Sol, sus interiores.

«Las propiedades del planeta se derivan de las de la estrella anfitriona. El estudio de la estrella utilizando diferentes telescopios y técnicas ha permitido derivar su radio y su composición y, por tanto, las del planeta con una precisión muy alta», dice Juan Carlos Morales, investigador del IEEC en el ICE-CSIC. Y añade: «Esto hace que este sistema sea un objetivo muy valuoso para futuros estudios con el telescopio espacial James Webb».

El mismo Consorcio CARMENES, en colaboración con equipos internacionales de EE.UU., encontró tres de los ocho sistemas más cercanos con este tipo de planetas en tránsito, el último de ellos anunciado apenas la semana pasada. 

Para Caballero, «Gliese 486 b se ha convertido en la piedra Rosetta de la exoplanetología: en el sistema solar, tenemos los planetas terrestres Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Ahora, el quinto planeta terrestre mejor estudiado del universo es Gliese 486 b». Sin embargo, aunque también es uno de los planetas en tránsito más cercanos que se conocen, suponiendo que viajase siempre a un 10 % de la velocidad de la luz, una sonda tardaría 260 años en llegar a GJ486 b. 
 

Recreación artística de la hipotética atmósfera y estructura interna del exoplaneta Gliese 486 b. Crédito: RenderArea.

Gliese 486 b y el futuro de la ciencia de los exoplanetas

El resultado más importante del trabajo publicado hoy son las oportunidades que ofrece a futuros estudios. Futuros estudios como la formación de campos magnéticos planetarios en el núcleo exterior metálico líquido, ya que GJ486 b parece tener uno, como nuestra Tierra. Estos campos magnéticos podrían actuar como un escudo frente a las tormentas originadas en el huésped estelar y evitar la erosión de la atmósfera. 

¿Sería dicha atmósfera primitiva y hecha de hidrógeno y helio? ¿O estaría hecha de dióxido de carbono y vapor de agua procedente de erupciones volcánicas? ¿Tiene Gliese 486 b tectónica? 

Y aunque GJ486 b parece ser demasiado caliente para ser habitable, debido a su caracterización precisa y exacta, puede convertirse en el primer (y único, por el momento) planeta sobre el que podemos formular estas preguntas. Hace apenas unos años, ¡intentar buscar una respuesta a las mismas era ciencia-ficción!

Cabe recordar que el primer exoplaneta alrededor de una estrella de tipo solar, 51 Pegasi b, se descubrió en 1995. Desde entonces, cada año, los astrónomos descubren exoplanetas cada vez menos masivos, cada vez más cercanos y más parecidos a la Tierra. 

Acerca de CARMENES y los otros instrumentos utilizados

Para llevar a cabo el estudio, los científicos utilizaron el instrumento CARMENES (Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Échelle Spectrographs), un espectrógrafo óptico y en el infrarrojo cercano de alta resolución construido en colaboración por varias instituciones de investigación españolas y alemanas. El consorcio CARMENES está formado por once instituciones de investigación de España y Alemania. Su objetivo es monitorizar unas 350 estrellas enanas rojas en busca de indicios de planetas de baja masa utilizando un espectrógrafo montado en el telescopio de 3,5 m de diámetro del Observatorio de Calar Alto (España).

También obtuvieron observaciones espectroscópicas con el instrumento MAROON-X del telescopio norte de 8,1 m de diámetro del Observatorio Gemini (Hawaï, EE.UU.) y con el instrumento STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) a bordo del telescopio espacial Hubble. Las observaciones fotométricas para deducir el tamaño del planeta proceden de las sondas espaciales CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite) de la ESA y TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA. El radio de la estrella se midió con el conjunto CHARA (Center for High Angular Resolution Astronomy) del Observatorio del Monte Wilson (California, EE.UU.).

Participación del telescopio Joan Oró del Observatorio del Montsec

Otro conjunto importante de observaciones utilizadas en este estudio se realizaron desde varios telescopios robóticos de pequeño tamaño. Estas observaciones consisten en el seguimiento prolongado de la variabilidad del brillo de la estrella para medir su periodo de rotación, que es una información esencial para caracterizar adecuadamente la señal del planeta GJ486 b.

«El telescopio Joan Oró proporcionó más de 1 año de medidas fotométricas para este estudio, que permitieron determinar un periodo de rotación de 50 días para GJ486», afirma Kike Herrero, investigador del IEEC y Director Técnico del Observatorio del Montsec (OdM-IEEC). El telescopio Joan Oró, situado en el OdM, en Sant Esteve de la Sarga (Lleida, España), es un telescopio robótico de 80 cm de diámetro gestionado por el IEEC.

Nota de prensa realizada en colaboración con la Oficina de Comunicación del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) y el resto del consorcio CARMENES.

Imagen Principal

Gliese 486 b 
Leyenda: Recreación artística del exoplaneta Gliese 486 b con los valores derivados de su masa, radio y densidad.
Crédito: RenderArea.

Enlaces

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– CAB
– CARMENES

Más información

Esta investigación se presenta en un artículo titulado «A detailed analysis of the Gl 486 planetary system», de Caballero, J.A. et al., que aparece publicado en la revista Astronomy & Astrophysics el 22 de junio de 2022.

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