Telescopio Webb para descubrir un exoplaneta muy húmedo y extremadamente raro

en busca Para los exoplanetas, los astrónomos y astrobiólogos generalmente siguen una política de «seguir el agua». Esto se debe a la búsqueda de planetas que orbiten la estrella alrededor de la zona habitable solar (HZ), donde las condiciones son lo suficientemente cálidas para este fluido. Agua Puede fluir en su superficie.

La razón es simple: el agua es el único solvente conocido capaz de sustentar la vida y se requiere durante toda la vida. una tierra. Pero desde la década de 1970, los científicos han especulado que podría haber una clase de planetas rocosos en nuestro universo completamente cubiertos de agua.

Buscar «mundo del agua»

La explosión ha sido confirmada. planetas exterioresLos científicos estaban ansiosos por encontrar ejemplos de este tipo de planeta, por lo que los estudiaron de cerca. Gracias a un equipo internacional de investigadores dirigido por el Dr. Instituto de Investigación de Exoplanetas (IREX) En la Universidad de Montreal, recientemente se descubrió un exoplaneta que orbita dentro de la zona habitable de su sistema y podría estar completamente cubierto en las profundidades del océano.

Este ‘mundo del océano’ (también conocido como ‘mundo del agua’) puede revelar más sobre la naturaleza de la habitabilidad cuando es objeto de observaciones de seguimiento utilizando Telescopio espacial James Webb (JWST).

El equipo internacional estuvo encabezado por Carlos Kedio, estudiante de doctorado en la Universidad de Montreal y miembro de IREX. A él se unió un equipo de 55 astrónomos y astrofísicos, incluidos investigadores de Canadá, Francia, Estados Unidos, Japón y Brasil.

Como explican en su artículo, aparecido el 12 de agosto en Diario astrofísicoel planeta extrasolar (TOI-1452 b) orbita en un sistema binario ubicado en constelación de Draco A unos 100 años luz de la Tierra.

El sistema consta de dos estrellas de tipo M (enanas rojas) que orbitan muy cerca una de la otra, a 97 unidades astronómicas (UA), o aproximadamente dos veces y media la distancia entre el Sol y Plutón. La posibilidad de un exoplaneta orbitando una de estas estrellas se aventuró originalmente en base a los datos adquiridos por el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS).

Según los datos de TESS, los astrónomos notaron que el exoplaneta experimentó una ligera disminución en el brillo cada 11 días, y estimaron que su diámetro es aproximadamente un 70 por ciento más grande que el diámetro de la Tierra. Cadieux y sus colegas realizaron observaciones de seguimiento (una función que IREX realiza habitualmente) utilizando la cámara Planètes Extrasolaires en Transition et en Occultation (PESTO) en un telescopio de 1,6 metros en el Observatoire du Mont-Mégantic (OMM), parte de la Universidad de Montréal.

Debido a su bajo brillo y proximidad, las dos estrellas TOI-1452 aparecieron como un solo punto de luz cuando fueron observadas por TESS. Sin embargo, la resolución de PESTO es lo suficientemente alta como para distinguir los dos objetos, y las imágenes que obtuvo confirmaron que un exoplaneta orbitaba TOI-1452. Las observaciones posteriores fueron realizadas por un equipo del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) utilizando el Telescopio de Luz Infrarroja Subaru de 8,2 metros en Maunaki, Hawái. como coautor René Doyonprofesor de la Universidad de Montreal y director de iREx y OMM explicó en IREX presione soltar:

“Estoy muy orgulloso de este descubrimiento porque demuestra la alta eficiencias De nuestros investigadores y dispositivos. Es gracias a OMM, una herramienta especial diseñada en nuestros laboratorios llamada espiroy un método analítico innovador desarrollado por nuestro equipo de investigación que nos permitió descubrir este exoplaneta único”.

«OMM ha jugado un papel importante en la confirmación de la naturaleza de esta señal y la estimación del radio del planeta», agregó Cadeaux. «Esta no fue una verificación de rutina. Tuvimos que asegurarnos de que la señal detectada por TESS fuera causada por un exoplaneta que orbita TOI-1452, las dos estrellas más grandes en ese sistema binario».

Después de confirmar la existencia de un exoplaneta y obtener estimaciones sobre su tamaño, el equipo recurrió al instrumento SpectroPolarimètre Infra-Rouge (SPIRou), un espectrómetro de infrarrojo cercano instalado en el telescopio de Canadá, Francia y Hawai. Diseñado en gran parte en Canadá, SPIRou es ideal para estudiar estrellas de baja masa como los componentes binarios TOI-1452 porque son mucho más brillantes en la longitud de onda infrarroja. A pesar de esto, se necesitaron más de 50 horas de tiempo de observación para producir estimaciones de la masa del planeta (casi cinco veces la masa de la Tierra).

El siguiente gran desafío fue el análisis de datos, que se realizó utilizando el método analítico línea por línea (LBL) desarrollado por la investigación. Étienne Artegau Y el cocinero neil (también con IREX). Esto permitió al equipo identificar la señal débil producida por un exoplaneta en los datos de SPIRou.

Finalmente, los estudiantes de doctorado Farbod Jahander Y el Tomás Vándalo Él, de la Universidad de Montreal, analizó los datos de SPIRou para aprender más sobre la composición de la estrella anfitriona, que es útil para restringir la estructura interna del planeta. Con base en sus estimaciones de medidas de radio, masa y densidad, los astrónomos plantearon la hipótesis de que TOI 1452 b es probablemente un planeta rocoso.

Pero esas mismas estimaciones los llevaron a concluir que TOI 1452 b podría estar cubierto por una gruesa capa de agua, similar a las lunas más grandes de Júpiter, Saturno y otros cuerpos helados en el sistema solar exterior. Esto está respaldado por modelos internos realizados por la Universidad de Toronto. Mijailo Plotnikov Y el diana valencia, lo que indica que el agua puede representar hasta el 30 por ciento de la masa de TOI 1452 b, que también es similar a satélites como las lunas de Júpiter Europea, Ganímedes y Calisto; Las lunas de Saturno, Titán, Dione y Encelado.

¿El primer planeta oceánico?

En los últimos años, los astrónomos han descubierto cientos de exoplanetas similares con radios y masas entre la Tierra y Neptuno pero cuyas densidades son significativamente más bajas. Esto indica que gran parte de la masa de estos exoplanetas está formada por volátiles como el agua, lo que lleva al apodo de «planetas oceánicos». Como explicó Cadiux, este último descubrimiento puede ser el primer planeta de este tipo jamás descubierto:

«TOI-1452 b es uno de los mejores candidatos para un planeta oceánico que hemos descubierto hasta ahora. Su radio y masa indican una densidad mucho más baja de lo que cabría esperar para un planeta compuesto principalmente de metal y roca, como la Tierra».

Dado que TOI-1452 b orbita dentro de la ZH de la estrella anfitriona, es poco probable que tenga una superficie helada, lo que significa que podría tener océanos de varios kilómetros de profundidad. Esto convierte a TOI-1452 ba en un candidato ideal para futuras observaciones con JWST, ya que es uno de los pocos planetas templados conocidos que también exhibe características de planetas oceánicos.

Su proximidad a la Tierra también lo convierte en un buen candidato para la caracterización atmosférica, que es algo de la Web. Muy bueno, como lo demuestran los espectros obtenidos dos veces de WASP-59 (que confirman la presencia de Agua Y el Dióxido de carbono).

Para mejorar aún más las cosas, TOI-1452 está ubicado en un área del cielo que Webb puede observar durante todo el año, lo que lo convierte en una posición ideal para realizar un seguimiento de las observaciones.

«Nuestras observaciones con el telescopio Webb serán esenciales para comprender mejor TOI-1452 b», dice Doyon, quien también es el investigador principal de Near Infrared Imaging and Slit Spectrometry (NIRISS), la contribución JWST de la Agencia Espacial Canadiense. “Tan pronto como sea posible, reservaremos tiempo en la web para presenciar este mundo extraño y maravilloso”.

Este artículo fue publicado originalmente en universo hoy por Matt Williams. Leer el El artículo original está aquí.