El primer “Neptuno Ultra Caliente” orbita la estrella LTT 9779, fue encontrado en el llamado Desierto Neptuniano, un área cercana a las estrellas donde raramente se encuentran mundos tipo Neptuno, pero que entregan una oportunidad única para estudiar las atmósferas de este tipo de objetos. El descubrimiento será destacado por la revista Nature Astronomy.
Un equipo internacional, liderado por los astrónomos de la Universidad de Chile y del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines CATA, James Jenkins y Matías Díaz, en el que también participaron los investigadores del Millennium Institute of Astrophysics MAS, Andrés Jordán y Rafael Brahm, profesores de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la UAI, descubrió un planeta “improbable”, primero en su tipo, que han denominado como Neptuno Ultra Caliente, orbitando la estrella LTT 9779.
Este nuevo mundo está tan cerca de su estrella, que su año sólo dura 19 horas, lo que significa que la radiación estelar es tan potente que el planeta alcanza temperaturas de hasta 1700 grados Celsius. A esta temperatura, los elementos pesados como el hierro pueden ser ionizados en la atmósfera y las moléculas disociadas, proporcionando un laboratorio único para estudiar la química de planetas fuera del sistema solar.
El nuevo planeta, denominado LTT 9779b, pesa el doble que Neptuno y también es ligeramente más grande y tiene una densidad similar. Así, debería tener un enorme núcleo de alrededor de 28 masas terrestres, y una atmósfera que constituye alrededor del 9% de la masa planetaria total. El sistema al que pertenece tiene alrededor de la mitad de la edad del Sol, unos 2.000 millones de años, y dada la intensa radiación, no se esperaría que un planeta parecido a Neptuno mantuviese su atmósfera durante tanto tiempo, lo que proporciona a los investigadores un intrigante rompecabezas a resolver.
El descubrimiento
LTT 9779b fue encontrado usando el satélite Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), a través del método de tránsito, es decir, cuando el planeta pasa frente a la estrella, realiza un pequeño eclipse que se traduce en una disminución de su brillo. En noviembre de 2018 se confirmó su presencia, gracias al uso del High Accuracy Radial-velocity Planet Searcher (HARPS), ubicado en el Observatorio La Silla de ESO en el norte del Chile. Para James Jenkins, investigador del Departamento de Astronomía de la U. de Chile y del CATA “El descubrimiento de LTT 9779b tan tempranamente en la misión TESS fue una completa sorpresa, una apuesta que dio resultado. La mayoría de los eventos de tránsito, con periodos menores a un día resultan ser falsos positivos, normalmente estrellas binarias eclipsantes de fondo”
Una afirmación con la que coincide Andrés Jordán, director del Instituto Milenio de Astrofísica: «Tras conocer ya miles de exoplanetas, sabemos que hay algunos tipos que son intrínsecamente muy escasos. Unos de estos grupos de planetas raros son aquellos con tamaños entre Saturno y Neptuno y con períodos orbitales («años») menores a cuatro días. Estos sistemas son valiosos por lo difíciles que son de encontrar, y porque sus propiedades pueden ser importantes para entender mejor cómo se forman y evolucionan los sistemas planetarios», señala el astrónomo, quien también es profesor en la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez.
Según cuenta Matías Díaz, candidato a doctor en astronomía de la Universidad de Chile y segundo autor de la investigación, las observaciones a LTT 9779b “se planearon con mucho cuidado, para maximizar el uso del espectrógrafo HARP y la muestra de la órbita del candidato de una manera óptima. Durante las primeras noches de datos, vimos que las observaciones coincidían con lo predicho sobre el periodo del candidato. Análisis posteriores a los siete días de observaciones en noviembre fueron consistentes con que se trataba de un planeta masivo como Neptuno”.
LTT 9779b se encuentra en una zona conocida como “Desierto neptuniano”. Según explica Jenkins, aunque los gigantes fríos parecen ser comunes en los procesos de formación de planetas, casi nunca se encuentran tan cerca de sus estrellas y es por eso que LTT 9779b es especial. “Los modelos nos dicen que los planetas como el LTT 9779b deben ser despojados de sus atmósferas a través de un proceso llamado fotoevaporación a medida que se acercan a sus estrellas. Los grandes gigantes gaseosos, por otro lado, tienen fuertes campos gravitatorios que pueden retener sus atmósferas, y así terminamos con una escasez de planetas como Neptuno con los períodos orbitales más cortos. En el caso de LTT 9779b, sin embargo, si comenzó la vida como un gigante gaseoso, entonces un proceso llamado Desbordamiento del Lóbulo de Roche podría haber transferido cantidades significativas de gas atmosférico a la estrella», asegura el astrónomo de la Universidad de Chile. Sin embargo, si esto sucedió con este planeta, los investigadores se preguntan por qué pudo haber mantenido su atmósfera por tanto tiempo.
«También podría ser que el LTT 9779b llegara a su órbita actual bastante tarde, y por lo tanto no ha tenido tiempo de ser despojado de la atmósfera. Las colisiones con otros planetas del sistema podrían haberlo lanzado hacia dentro, hacia la estrella. De hecho, como es un mundo tan único y raro, escenarios más exóticos pueden ser plausibles. Es aleccionador pensar que este ‘planeta improbable’ es probablemente tan raro que no encontraremos otro laboratorio como este para estudiar la naturaleza de los Neptunos Ultra Calientes en detalle. Por lo tanto, debemos extraer cada onza de conocimiento que podamos de este diamante en bruto, observándolo con instrumentos espaciales y terrestres en los próximos años», concluye.
