Una Tierra en otro Sol

TOI 700 d es uno de los pocos planetas del tamaño de la Tierra descubierto hasta ahora en la zona habitable de una estrella. La NASA baraja 20 modelos distintos sobre la naturaleza del nuevo exoplaneta

TOI 700 d

TOI 700 d

Foto: NASA

TOI 700

Puesto en órbita hace apenas un año y medio, el Satélite para el Sondeo de Exoplanetas en Tránsito -TESS por sus siglas en inglés- de la NASA, no ha tardado en cosechar sus primeros grandes logros. Hace apenas unas horas la NASA informaba del descubrimiento de TOI 1338 b, el primer planeta circumbinario avistado por la humanidad,un mundo que orbita dos estrellas.

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La otra gran noticia del día es sin embargo un descubrimiento que por sus connotaciones, puede resultar mucho más interesante desde una perspectiva humana. Se trata del hallazgo de un nuevo planeta del tamaño de la Tierra en la zona habitable de su estrella, es decir, en el rango de distancias donde las condiciones pueden ser adecuadas para permitir la presencia de agua líquida en la superficie.

TOI 700 d es uno de los pocos planetas hallados en la zona habitable de una estrella. Su nombre se añade así a un pequeño grupo en que podemos encontrar los mundos del sistema TRAPPIST-1 y otros exoplanetas descubiertos por Telescopio Espacial Kepler de la NASA. Sin embargo su hallazgo no ha sido un mera casualidad: "TESS fue diseñado y lanzado específicamente para encontrar planetas del tamaño de la Tierra que orbitan estrellas cercanas", explica Paul Hertz, director de la división de astrofísica en la sede de la NASA en Washington. "Descubrir TOI 700 d es un hallazgo científico clave para TESS que nos da la certeza de que cumple con la función para el que ha sido diseñado"."También se trata de una victoria para el Telescopio Espacial Spitzer" añade el científico, gracias al cual, pese a encontrarse cerca del final de su vida útil, ha sido posible confirmar el hallazgo.

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TESS monitorea grandes franjas del cielo llamadas sectores durante periodos de 27 días. Esta larga mirada permite al satélite detectar los cambios en el brillo de una estrella causados ​​por un planeta en órbita que pasa frente a ella desde nuestra perspectiva, un evento llamado tránsito. TOI 700 es una estrella enana pequeña y fría ubicada a poco más de 100 años luz de distancia en la constelación del Dorado. Posee aproximadamente el 40% de la masa y el tamaño del Sol y cerca de la mitad de su temperatura superficial.

La estrella apareció en 11 de los 13 sectores que TESS observó durante el primer año de la misión, y los científicos tomaron datos sobre los múltiples tránsitos de sus tres planetas. Sin embargo, en un principio la estrella había sido clasificada de forma errónea en la base de datos TESS como un astro mucho más similar a nuestro Sol de lo que en es realidad. La interpretación de estos datos hizo que igualmente los planetas que orbitaban TOI 700 parecieran más grandes y calientes de lo que realmente son. Varios investigadores, entre los que se encuentra Alton Spencer, un estudiante de secundaria que trabaja con miembros del equipo TESS, identificaron el error.

"En 11 meses de datos no vimos destellos de la estrella, lo que incrementa las posibilidades de que TOI 700 d sea habitable."

"Cuando corregimos los parámetros de la estrella, los tamaños de sus planetas cayeron."Nos dimos cuenta de que el más externo era aproximadamente del tamaño de la Tierra y que se encontraba en la zona habitable de su estrella", explica Emily Gilbert de la Universidad de Chicago. "Además, en 11 meses de datos no observamos destellos en la estrella, lo que incrementa las posibilidades de que TOI 700 d sea habitable y hace que sea más fácil establecer un modelo de sus condiciones atmosféricas y de superficie", añade.

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TOI 700 es orbitada por 3 planetas, los cuales se cree que presentan en todo momento la misma cara apuntando hacia su estrella. El planeta más interno, llamado TOI 700 b, es casi exactamente del tamaño de la Tierra, probablemente rocoso y completa una órbita cada 10 días. El planeta central, TOI 700 c, es 2,6 veces más grande que la Tierra, orbita su estrella cada 16 días y es probable que sea un mundo dominado por los gases.

Sistema TOI 700

Sistema TOI 700

Foto: NASA

Por su parte TOI 700 d, el planeta más externo conocido en el sistema y el único en la zona habitable, es un 20% más grande que la Tierra, orbita su estrella cada 37 días y recibe de ella el 86% de la energía que el Sol proporciona a la Tierra. "Dado el impacto de este descubrimiento, que es el primer planeta del tamaño de la Tierra de la zona habitable de TESS, realmente queríamos que nuestra comprensión de este sistema fuera lo más concreta posible", explica Joseph Rodriguez, astrónomo del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian en Cambridge .

“Spitzer también observó el tránsito de TOI 700 d exactamente cuando lo esperábamos. Es una gran adición al legado de una misión que ayudó a confirmar dos de los planetas TRAPPIST-1 e identificar cinco más" añade el investigador. Los datos del telescopio aumentaron la confianza de los científicos de que TOI 700 d es un planeta real y ajustaron las mediciones de su período orbital en un 56% y su tamaño en un 38%. También descartaron otras posibles causas astrofísicas de la señal de tránsito, como la presencia de una estrella compañera más pequeña y tenue en el sistema.

TOI 700 d, el único en la zona habitable, es un 20% más grande que la Tierra, orbita su estrella cada 37 días y recibe el 86% de la energía que el Sol proporciona a la Tierra

Por otro lado, debido a que TOI 700 es una estrella brillante, cercana y no muestra signos de destellos estelares, su sistema es un candidato ideal para mediciones de masa precisas por parte de los observatorios terrestres actuales. Estas mediciones podrían confirmar las estimaciones de los científicos confirmando que los planetas del interior y exterior del sistema son rocosos, y que el planeta central está conformado por gas.

¿Es TOI 700 d un planeta habitable?

Misiones futuras podrían identificar si los planetas del sistema TOI 700 tienen atmósferas y, de ser así, incluso determinar sus composiciones. Si bien en la actualidad se desconocen las condiciones exactas en TOI 700 d, los científicos pueden usar la información de la que ya disponen, como el tamaño del planeta y el tipo de estrella que orbita, para generar modelos por ordenador y hacer predicciones. Investigadores del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, modelaron 20 entornos potenciales de TOI 700 d para evaluar si alguna versión daría como resultado temperaturas y presiones superficiales adecuadas para la habitabilidad. Sus modelos climáticos examinaron una gran variedad de tipos de superficie y composiciones atmosféricas asociadas con lo que los científicos consideran mundos potencialmente habitables.

Así, una simulación incluyó un TOI 700 d cubierto por el océano con una densa atmósfera dominada por dióxido de carbono similar a lo que los científicos sospechan que rodeaba Marte cuando era joven. La atmósfera modelo contiene una capa profunda de nubes en el lado orientado hacia su estrella. Otro modelo representa a TOI 700 d como una versión de la Tierra moderna sin nubes donde los vientos fluyen desde el lado nocturno del planeta y convergen en el punto directamente frente a la estrella.

Cuando la luz de las estrellas atraviesa la atmósfera de un planeta, interactúa con moléculas como el dióxido de carbono y el nitrógeno para producir señales distintas, llamadas líneas espectrales. El equipo de modelado, dirigido por Gabrielle Engelmann-Suissa, asistente de investigación visitante de la Asociación de Investigación Espacial de las Universidades en Goddard, también reprodujo los espectros simulados para las 20 versiones modeladas de TOI 700 d.

"Algún día, cuando tengamos espectros reales de TOI 700 d, podemos dar marcha atrás, unirlos al mejor espectro simulado y luego hacer coincidir eso con un modelo real", explica Engelmann-Suissa. "Es emocionante porque no importa lo que descubramos sobre el planeta, se verá completamente diferente de lo que tenemos aquí en la Tierra", concluye.

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