Si el conjunto de datos de la misión Kepler es una indicación, el tipo más común de exoplanetas en nuestra galaxia no son los mundos rocosos del tamaño de la Tierra o los Júpiter calientes. De hecho, el tipo más común de exoplaneta no es el que vemos en nuestro propio vecindario.
"Quizás el descubrimiento más notable de Kepler es la cantidad de planetas entre el tamaño de la Tierra y cuatro veces el tamaño de la Tierra", dijo Geoff Marcy, profesor de astronomía en la Universidad de California, hablando en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana esta semana en Washington. DC “Este es un rango de tamaño que domina el inventario planetario de Kepler y es un rango de tamaño no representado en nuestro propio Sistema Solar. No sabemos con certeza de qué están hechos estos planetas y no sabemos cómo se forman ".
Estas "mini-Neptunes", como las llamó Marcy, representan una gran muestra en los datos de Kepler; Alrededor del 75% de los planetas encontrados por Kepler varían en tamaño entre la Tierra y Neptuno, y durante cuatro años desde que los datos de Kepler han estado llegando, los científicos han estado tratando de comprender estos planetas.
"Ha habido una enorme cantidad de mediciones y trabajo cuantitativo por parte del equipo Ames Kepler de la NASA", dijo Marcy.
Si bien las masas y las densidades de planetas surgieron del trabajo, los astrónomos aún no están seguros de cómo se forman o si están hechos de roca, agua o gas.
El equipo se centró en aproximadamente 42 de estos planetas. Se cree que dos planetas destacados por Marcy en su presentación son rocosos, y se llaman Kepler-99b y Kepler-406b. Ambos son cuarenta por ciento más grandes que la Tierra y tienen una densidad similar al plomo. Los planetas orbitan a sus estrellas anfitrionas en menos de cinco y tres días respectivamente, haciendo que estos mundos sean demasiado calientes para la vida tal como la conocemos.
El equipo utilizó mediciones Doppler de las estrellas anfitrionas de los planetas para medir el bamboleo reflejo de la estrella anfitriona, causado por el tirón gravitacional sobre la estrella ejercida por el planeta en órbita. La oscilación medida revela la masa del planeta: cuanto mayor es la masa del planeta, mayor es el tirón gravitacional de la estrella y, por lo tanto, mayor es la oscilación.
También midieron las variaciones de tiempo de tránsito medido (TTV) para determinar la cantidad de planetas vecinos que pueden arrastrarse entre sí, lo que hace que un planeta acelere y otro planeta desacelere a lo largo de su órbita.
Estas mediciones permiten calcular la masa y las densidades de los planetas, así como descubrir la posible composición química de estos mundos. La mayoría de las mediciones sugieren que las mini-Neptunas tienen un núcleo rocoso, pero algunas pueden tener una capa externa gaseosa de hidrógeno o helio. Algunos podrían ser rocosos sin envoltura exterior.
"Lo que creemos que está sucediendo es que algunos de estos planetas pueden tener agua sobre un núcleo rocoso", dijo Marcy. “Los planetas más grandes podrían tener el mismo núcleo rocoso con gas agregado. Así es como obtienes planetas que miden de 1 a 4 radios terrestres. Los planetas con densidades más bajas implican cantidades crecientes de gas en la parte superior de un núcleo rocoso ".
"El objetivo principal de Kepler es determinar la prevalencia de planetas de diferentes tamaños y órbitas. De particular interés para la búsqueda de vida es la prevalencia de planetas del tamaño de la Tierra en la zona habitable ", dijo Natalie Batalha, científica de la misión Kepler en el Centro de Investigación Ames de la NASA. “Pero la pregunta en el fondo de nuestras mentes es: ¿son todos los planetas del tamaño de la Tierra rocosa? ¿Podrían ser versiones reducidas de Neptunes helados o mundos de agua humeante? ¿Qué fracción son reconocibles como parientes de nuestro globo terrestre rocoso?
El equipo dijo que las mediciones de masa producidas por Doppler y TTV ayudarán a responder estas preguntas. Los resultados sugieren que una gran fracción de planetas menores de 1.5 veces el radio de la Tierra puede estar compuesta de silicatos, hierro, níquel y magnesio que se encuentran en los planetas terrestres aquí en el Sistema Solar.
Armados con este tipo de información, los científicos podrán convertir la fracción de estrellas que albergan planetas del tamaño de la Tierra en la fracción de estrellas que albergan planetas rocosos de buena fe. Y eso es un paso más cerca de encontrar un entorno habitable más allá del Sistema Solar.
Marcy agregó más adelante en la discusión que hay un tipo de telescopio que sería de gran ayuda: una misión tipo Buscador de Planetas Terrestres que mediría la temperatura, el tamaño y los parámetros orbitales de planetas tan pequeños como nuestra Tierra en las zonas habitables de sistemas solares distantes . Por desgracia, TPF fue cancelado.
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