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Inusual exoplaneta hinchado tiene la densidad de un malvavisco

Los exoplanetas vienen en todo tipo de tamaños y todo tipo de densidades, desde planetas rocosos sólidos como la Tierra o Marte hasta planetas súper soplados descubiertos por el Hubble. Ahora, los investigadores que utilizan el telescopio WIYN de 3,5 metros en el Observatorio Nacional de Kitt Peak han identificado un planeta hinchado y de baja densidad que orbita una estrella enana roja fría. TOI-3757 b, ubicado a 580 años luz de distancia, es el planeta gigante gaseoso de menor densidad jamás descubierto orbitando este tipo de estrella.

Las enanas rojas son el tipo más común de estrella en la galaxia y son más frías que nuestro sol, pero pueden emitir poderosas llamaradas de radiación que bombardearían los planetas cercanos con luz ultravioleta. Estas llamaradas podrían despojar la atmósfera de un planeta, por lo que se pensó que sería poco probable encontrar gigantes gaseosos hinchados orbitando estas estrellas.

Un exoplaneta gigante gaseoso [derecha] con la densidad de un malvavisco ha sido detectado en órbita alrededor de una estrella enana roja fría [izquierda] por el instrumento de velocidad radial NEID financiado por la NASA en el Telescopio WIYN de 3,5 metros en el Observatorio Nacional Kitt Peak, un programa de NOIRLab de NSF. El planeta, llamado TOI-3757 b, es el planeta gigante gaseoso más esponjoso jamás descubierto alrededor de este tipo de estrella.

«Tradicionalmente se ha pensado que los planetas gigantes alrededor de estrellas enanas rojas son difíciles de formar», dijo el investigador principal Shubham Kanodia de la Institución Carnegie para la Ciencia en un comunicado. «Hasta ahora, esto solo se ha analizado con pequeñas muestras de encuestas Doppler, que generalmente han encontrado planetas gigantes más lejos de estas estrellas enanas rojas. Hasta ahora no hemos tenido una muestra lo suficientemente grande de planetas para encontrar planetas gaseosos cercanos de una manera robusta».

Los investigadores creen que este planeta inusual fue capaz de formarse debido a la composición de sus estrellas y su órbita. La estrella tiene un nivel inusualmente bajo de elementos más pesados que podrían haber causado que el núcleo del planeta se forme más lentamente de lo normal, haciendo que adquiera gas lentamente y contribuyendo a su baja densidad. La órbita del planeta también parece ser elíptica, lo que significa que se acerca más a la estrella en algunos momentos que en otros, lo que habría calentado el planeta y causado que su atmósfera se hinchara aún más.

Las estimaciones actuales sitúan la densidad del planeta en un promedio de 0,27 gramos por centímetro cúbico, que es menos de la mitad de la densidad de Saturno, «o de hecho, similar en densidad a un malvavisco», como escribe NOIRLab.

Los investigadores planean hacer más observaciones del planeta utilizando el Telescopio Espacial James Webb, observando su atmósfera en particular. Y planean buscar otros planetas similares.

«Encontrar más sistemas de este tipo con planetas gigantes, que una vez se teorizó que eran extremadamente raros alrededor de las enanas rojas, es parte de nuestro objetivo de comprender cómo se forman los planetas», dijo Kanodia.

La investigación se publica en The Astronomical Journal.

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Diego Bastarrica
Diego Bastarrica es periodista y docente de la Universidad Diego Portales de Chile. Especialista en redes sociales…
Vea un video de un exoplaneta orbitando su estrella, hecho a partir de 17 años de observaciones
time lapse exoplaneta orbitando su estrella 17 anos observaciones beta pictoris b

Es raro que podamos ver exoplanetas ellos mismos. La mayoría de las veces, los planetas en otros sistemas estelares son demasiado pequeños y demasiado tenues para ser detectados directamente, por lo que los astrónomos infieren su presencia en función de sus efectos sobre sus estrellas anfitrionas. Pero ocasionalmente, es posible obtener imágenes de una estrella directamente, y recientemente, los astrónomos lograron crear no solo una imagen, sino un video de un exoplaneta orbitando su estrella.

17 years of real footage of an exoplanet (Beta Pic b)

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Los astrónomos detectan la primera evidencia de dos planetas que comparten la misma órbita
astronomos evidencia dos planetas que comparten la misma orbita pds 70 b y c

La gran mayoría de los exoplanetas que se han descubierto se encuentran dentro de sistemas estelares muy similares a nuestro sistema solar: una (o a veces dos o más) estrellas en el centro, con planetas orbitando a una variedad de distancias. Pero investigaciones recientes han revelado algo muy inusual: lo que podrían ser dos exoplanetas compartiendo la misma órbita, que, de confirmarse, sería el primer descubrimiento de este tipo.

Los astrónomos utilizaron un conjunto terrestre llamado Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para investigar el sistema alrededor de la estrella PDS 70, ubicada a 400 años luz de distancia, con dos exoplanetas conocidos en órbita llamados PDS 70 b y c. Pero las observaciones de PDS 70 b identificaron una nube de escombros en su órbita que podría formar un planeta hermano que comparta la misma órbita.
Esta imagen, tomada con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en el que ESO es socio, muestra el joven sistema planetario PDS 70, ubicado a casi 400 años luz de distancia de la Tierra. El sistema cuenta con una estrella en su centro, alrededor de la cual el planeta PDS 70b está orbitando. En la misma órbita que PDS 70b, los astrónomos han detectado una nube de escombros que podrían ser los bloques de construcción de un nuevo planeta o los restos de uno ya formado. La estructura en forma de anillo que domina la imagen es un disco circunestelar de material, a partir del cual se están formando planetas. De hecho, hay otro planeta en este sistema: PDS 70c, visto a las 3 en punto justo al lado del borde interior del disco. ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) /Balsalobre-Ruza et al.
"Hace dos décadas se predijo en teoría que pares de planetas de masa similar podrían compartir la misma órbita alrededor de su estrella, los llamados planetas troyanos o coorbitales. Por primera vez, hemos encontrado evidencia a favor de esa idea", dijo la autora principal Olga Balsalobre-Ruza del Centro de Astrobiología de Madrid en un comunicado.

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Exoplaneta de 2.000 grados Celsius y metal vaporizado de atmósfera
exoplaneta 2000 grados celsius metal vaporizado atmosfera wasp 76b

Los astrónomos han estudiado un planeta extraño, hinchado y abrasador ubicado a 600 años luz de distancia, y han visto elementos que normalmente formarían rocas, pero son tan calientes que se han vaporizado en la atmósfera.

El planeta, llamado WASP-76b, tiene alrededor de la masa de Júpiter, pero orbita su estrella 12 veces más cerca que Mercurio del sol. Al estar tan cerca, su atmósfera se calienta a unos abrasadores 2.000 grados centígrados, lo que hace que se hinche hasta un tamaño grande que es seis veces el volumen de Júpiter. Estas altas temperaturas también dan a los astrónomos la oportunidad de observar elementos que normalmente serían difíciles de identificar en la atmósfera de un gigante gaseoso.
Esta impresión artística ilustra cómo los astrónomos que utilizan el telescopio Gemini Norte, la mitad del Observatorio Internacional Gemini operado por NOIRLab de la National Science Foundation, han realizado múltiples detecciones de elementos formadores de rocas en la atmósfera de un exoplaneta del tamaño de Júpiter, WASP-76b. El llamado "Júpiter caliente" está peligrosamente cerca de su estrella anfitriona, que está calentando la atmósfera del planeta a temperaturas asombrosas y vaporizando elementos formadores de rocas como magnesio, calcio y hierro, proporcionando información sobre cómo se formó nuestro propio Sistema Solar. Observatorio Internacional de Géminis/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani
Los investigadores encontraron una serie de elementos que generalmente formarían rocas, como magnesio, calcio y níquel. Pero debido a las temperaturas extremas, estos elementos están en forma de gas en WASP-76b. En total, los investigadores identificaron 11 elementos, incluidos aquellos que se cree que están presentes en gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno, pero cuyas concentraciones no se han medido.

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