El estudio de planetas extrasolares ha arrojado algunos candidatos bastante interesantes en los últimos años. A partir del 1 de agosto de 2017, se descubrieron un total de 3,639 exoplanetas en 2,729 sistemas planetarios y 612 sistemas planetarios múltiples. Muchos de estos descubrimientos han desafiado el pensamiento convencional sobre los planetas, especialmente en lo que respecta a sus tamaños y distancias de sus soles.
Según un estudio realizado por un equipo internacional de astrónomos, los últimos descubrimientos de exoplanetas están en consonancia con esta tendencia. Conocidos como EPIC 211418729b y EPIC 211442297b, estos dos gigantes gaseosos orbitan estrellas que se encuentran a unos 1569 y 1360 años luz de la Tierra (respectivamente) y tienen un tamaño similar a Júpiter. Combinado con su órbita relativamente cercana a sus estrellas, el equipo los ha designado como "Júpiter cálido".
El estudio, titulado "EPIC 211418729b y EPIC 211442297b: Dos Júpiter tibios en tránsito", apareció recientemente en línea. Dirigido por Avi Shporer, un investigador postdoctoral con la división de Ciencias Geológicas y Planetarias (GPS) en el Instituto de Tecnología de California (Caltech), el equipo se basó en datos del Kepler y K2 misiones y observaciones de seguimiento con múltiples telescopios terrestres, para determinar los tamaños, masas y órbitas de estos planetas.
Como indican en su estudio, los dos planetas fueron identificados inicialmente como candidatos a planetas en tránsito por el K2 misión. En otras palabras, se detectaron inicialmente a través del método de tránsito, donde los astrónomos miden las caídas en el brillo de una estrella para confirmar que un planeta está pasando entre el observador y la estrella. Estas observaciones tuvieron lugar durante K2Observaciones de la Campaña 5, que tuvieron lugar entre el 27 de abril y el 10 de julio de 2015.
Luego, el equipo realizó observaciones de seguimiento utilizando el telescopio Keck II (ubicado en el Observatorio W.M. Keck en Hawai) y el Telescopio Gemini Norte (en el Observatorio Gemini, también en Hawai). Estas observaciones, realizadas entre enero de 2016 y mayo de 2017, se combinaron con datos espectrales y mediciones de velocidad radial del espectrómetro Echelle de alta resolución (HIRES) en el telescopio Keck I.
Finalmente, agregaron datos fotométricos del Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO) en Chile, el Observatorio Astronómico Sudafricano (SAAO) y el Observatorio Siding Spring (SSO) en Australia. Estas observaciones de seguimiento confirmaron la presencia de estos dos exoplanetas. Como escribieron en el estudio:
"Hemos descubierto dos exoplanetas cálidos en tránsito de Júpiter inicialmente identificados como candidatos en tránsito en la fotometría K2… Ambos planetas se encuentran entre los planetas gigantes de gas en tránsito más largos con una masa medida, y están orbitando estrellas anfitrionas relativamente viejas. Ambos planetas no están inflados ya que sus radios son consistentes con las expectativas teóricas ".
A partir de sus observaciones, el equipo también pudo producir estimaciones en los tamaños, masas y períodos orbitales respectivos de los planetas. Mientras que EPIC 211418729 b mide 0.942 radios de Júpiter, tiene aproximadamente 1.85 masas de Júpiter y un período orbital de 11.4 días, EPIC 211442297 b mide 1.115 radios de Júpiter, tiene aproximadamente 0.84 masas de Júpiter y un período orbital de 20.3 días.
Según sus estimaciones, estos planetas experimentan temperaturas de superficie de hasta 719 K (445.85 ° C; 834.5 ° F) y 682 K (408.85 ° C; 768 ° F), respectivamente. Como tal, clasificaron estos planetas como "Júpiter cálido", ya que no alcanzan lo que se considera típico de "Júpiter caliente", que tienen una atmósfera exótica que experimenta temperaturas tan altas como varios miles de grados Kelvin.
Los investigadores señalaron que, en función de sus períodos orbitales, estos dos planetas tienen algunos de los períodos orbitales más largos de cualquier gigante gaseoso en tránsito (es decir, los que se han detectado utilizando el método de tránsito) detectados hasta la fecha. O como afirman en su estudio:
“Tanto el EPIC 211418729b como el EPIC 211442297b se encuentran entre los planetas gigantes de gas en tránsito más largos con una masa medida. De hecho, de acuerdo con el Archivo de Exoplanetas de la NASA (Akeson et al. 2013) EPIC 211442297b es actualmente el exoplaneta en tránsito K2 de período más largo con una masa bien restringida ".
Otra observación interesante fue el hecho de que ninguno de estos exoplanetas estaba inflado, algo que no anticiparon. En el caso de los Hot Jupiters, las atmósferas experimentan expansión como resultado de la cantidad de irradiación solar que reciben, lo que resulta en lo que el equipo denomina "correlación de irradiación de radio" en su documento. En otras palabras, los Júpiter calientes son masivos, pero también se sabe que tienen bajas densidades en comparación con los gigantes gaseosos más fríos.
En cambio, el equipo descubrió que tanto EPIC 211418729b como EPIC 211442297b tenían radios que eran consistentes con lo que los modelos teóricos predicen para los gigantes gaseosos de su masa. Sus resultados también los llevaron a sacar algunas conclusiones tentativas sobre las estructuras y composiciones de los planetas. Como escribieron:
“Ambos planetas no están inflados en comparación con las expectativas teóricas, a diferencia de muchos otros planetas en el diagrama. Sus posiciones son cercanas o consistentes con las expectativas teóricas para un planeta con poco o ningún núcleo rocoso, para EPIC 211442297b, y un planeta con un núcleo rocoso significativo para EPIC 211418729b ".
Estos resultados sugieren que la irradiación solar no juega un papel significativo en la determinación del radio de los Júpiter Cálidos. También plantea algunas preguntas interesantes sobre la correlación entre radios e irradiación con otros gigantes gaseosos. En el futuro, EPIC 211418729b y EPIC 211442297b serán objetivos de futuros K2 observaciones durante la Campaña 18 de la misión, que se extenderá de mayo a agosto de 2018.
Estas observaciones seguramente ofrecerán información adicional sobre estos planetas y los misterios que este estudio ha planteado. Las encuestas futuras de exoplanetas en tránsito, realizadas por instrumentos de próxima generación como los Satélites de Encuesta de Exoplanetas en Tránsito (TESS), y las encuestas de imágenes directas realizadas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST) seguramente revelarán aún más sobre exoplanetas distantes y exóticos.
