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Crédito: Robert Lea (creado con Canva)
Utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), los astrónomos han descubierto un cuarto mundo en un extraño sistema de planetas ultraligeros “super puff”.
El nuevo planeta extrasolar o “exoplaneta” fue descubierto rodeando de la fortuna similar al Sol Kepler-51, situada a unos 2.615 abriles luz de distancia, en la constelación de Cygnus (el Cisne).
Sorprendentemente, el nuevo mundo, denominado Kepler-51e, no es sólo el cuarto exoplaneta que se encuentra orbitando esta fortuna; todos estos otros mundos son planetas parecidos al algodón de azúcar. Eso significa que este podría ser un sistema completo de algunos de los planetas más ligeros nunca descubiertos.
“Los planetas súper puff son muy inusuales porque tienen muy descenso masa y descenso densidad”, dijo en un comunicado Jessica Libby-Roberts, miembro del equipo del Centro de Exoplanetas y Mundos Habitables de Penn State. “Los tres planetas previamente conocidos que orbitan rodeando de la fortuna, Kepler-51, son aproximadamente del tamaño de Saturno pero sólo unas pocas veces la masa de la Tierra, lo que da como resultado una densidad como la del algodón de azúcar”.
Libby-Roberts añadió que el equipo teoriza que estos planetas tipo algodón de azúcar tienen núcleos diminutos y atmósferas enormes e hinchadas de hidrógeno o helio.
“Cómo se formaron estos extraños planetas y cómo sus atmósferas no fueron destruidas por la intensa radiación de su fresco fortuna sigue siendo un ocultación”, añadió. “Planeábamos utilizar JWST para estudiar uno de estos planetas y ayudar a objetar estas preguntas, ¡pero ahora tenemos que explicar un cuarto planeta de descenso masa en el sistema!”
Kepler-51: un dulce sistema principal
El cuarto inquilino de este extraño sistema planetario fue descubierto cuando un equipo dirigido por investigadores de las universidades de Penn State y Osaka se propuso investigar las propiedades de su hermano voluble, Kepler-51d.
El equipo se sorprendió cuando Kepler-51d pareció cruzar la cara de su fortuna origen, o realizar un tránsito, dos horas antiguamente de lo previsto.
Los tránsitos son bártulos para los astrónomos porque cuando la luz de las estrellas atraviesa la entorno de un planeta, diferentes fundamentos de esa entorno absorben luz en longitudes de onda características. Esto significa que dejan su “huella dactiloscópico”, lo que permite a los astrónomos determinar la composición de la entorno, entre otras características del planeta, analizando las longitudes de onda de la luz detectadas.
Los astrónomos están acostumbrados a que los planetas realicen tránsitos unos minutos antiguamente o unos minutos tarde, y los cálculos del equipo eran inciertos por 15 minutos. Sin bloqueo, eso no puede explicar un error de dos horas.
Esperaban que Kepler-51d transitara a las 2 am EDT en junio de 2023 a posteriori de utilizar con éxito su maniquí de tres planetas para predecir el tránsito de Kepler-51d en mayo de 2023. Los investigadores se prepararon para observar el evento tanto con JWST como con el Observatorio Apache Point. (APO) telescopio. Se sorprendieron cuando el tránsito no ocurrió según lo previsto, volvieron a sus datos y descubrieron que ya había ocurrido.
“Gracias a Altísimo comenzamos a observar unas horas antiguamente para establecer una raya de almohadilla porque llegaron las 2 am, luego las 3, y todavía no habíamos observado un cambio en el brillo de la fortuna con APO”, dijo Libby-Roberts. “A posteriori de retornar a ejecutar frenéticamente nuestros modelos y examinar los datos, descubrimos una ligera caída en el brillo principal inmediatamente cuando comenzamos a observar con APO, que terminó siendo el inicio del tránsito, 2 horas antiguamente, lo que está mucho más allá de las 15- ¡Una ventana diminuta de incertidumbre de nuestros modelos!”
Se ve una fortuna sobresaliente y abrasadora con dos tipos de tránsitos planetarios representados. En el plano central, varios puntos negros indican un tránsito unificado. En el planeta inferior, múltiples puntos negros representan un tránsito rasante parcial.
Recurriendo a datos de archivo de telescopios espaciales y terrestres para explicar por qué casi se habían perdido el tránsito con el JWST, el equipo descubrió que la mejor explicación era la presencia de un mundo hasta ahora no descubierto.
“Estábamos en realidad desconcertados por la aparición temprana de Kepler-51d, y ningún ajuste del maniquí de tres planetas podría explicar una discrepancia tan sobresaliente”, dijo Kento Masuda, miembro del equipo y profesor asociado de ciencias terrestres y espaciales en la Universidad de Osaka. “Sólo añadir un cuarto planeta explica esta diferencia. Esto marca el primer planeta descubierto mediante variaciones en el tiempo de tránsito utilizando JWST”.
Este mundo está impactando las órbitas de los otros planetas del sistema, incluido Kepler-51d, lo que explica por qué llegó temprano para su tránsito.
“Llevamos a angla lo que se vehemencia una búsqueda de 'fuerza bruta', probando muchas combinaciones diferentes de propiedades planetarias para encontrar el maniquí de cuatro planetas que explica todos los datos de tránsito recopilados durante los últimos 14 abriles”, explicó Masuda. “Descubrimos que la señal se explica mejor si Kepler-51e tiene una masa similar a la de los otros tres planetas y sigue una trayectoria conveniente circular de aproximadamente 264 días, poco que esperaríamos basándonos en otros sistemas planetarios.
“Otras posibles soluciones que encontramos implican un planeta más masivo en una trayectoria más amplia, aunque creemos que son menos probables”.
¿Cómo reúne una fortuna los planetas de algodón de azúcar?
Cuando el equipo ajustó sus modelos del sistema Kepler-51 para tener en cuenta el nuevo planeta, todavía tuvieron que estrechar las masas esperadas de sus otros planetas.
Esto todavía afecta las teorías sobre las otras propiedades de estos planetas y cómo se pudo favor formado un sistema planetario tan inusual. Los investigadores necesitan que Kepler-51e transite por su fortuna antiguamente de poder confirmar que es un planeta súper hinchado.
“Los planetas súper soplos son conveniente raros y, cuando ocurren, tienden a ser los únicos en un sistema planetario”, dijo Libby-Roberts. “Si tratar de explicar cómo se formaron tres súper soplos en un sistema no fuera lo suficientemente desafiante , ahora tenemos que explicar un cuarto planeta, si es un súper soplo o no. Y siquiera podemos descartar planetas adicionales en el sistema”.
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Conveniente a que Kepler-51e tiene una trayectoria de 264 días, se necesitará más tiempo de observación del sistema antiguamente de que los investigadores puedan estar seguros de cómo la importancia del nuevo planeta impacta a sus mundos hermanos.
“Kepler-51e tiene una trayectoria levemente más sobresaliente que Belleza y está encajado interiormente de la zona habitable de la fortuna, por lo que podrían estar sucediendo muchas más cosas más allá de esa distancia si nos tomamos el tiempo para observar”, concluyó Libby-Roberts. “Continuar observando las variaciones en el tiempo de tránsito podría ayudarnos a descubrir planetas que están más allí de sus estrellas y podría ayudarnos en nuestra búsqueda de planetas que potencialmente podrían abrigar vida”.
La investigación del equipo fue publicada el martes (3 de diciembre) en el Astronomical Journal.
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