Sólida evidencia de un exoplaneta rocoso

El mayor conjunto de mediciones con el instrumento HARPS han establecido firmemente la naturaleza del exoplaneta más pequeño conocido, CoRot-7b, revelando su masa de cinco veces la de la Tierra. Combinado con el radio conocido del planeta, que es menos de la mitad de nuestro hogar, se deduce que su densidad es bastante similar a la Tierra, sugiriendo un planeta rocoso. Los datos también revelan la presencia de otra Súper-Tierra en ese sistema estelar.

Ilustración de CoRoT-7b. Crédito:ESO/L. Calcada

"Hemos hecho todo lo que pudimos para aprender cómo luce el objeto descubierto por CoRot y encontramos un sistema único", señaló Didier Queloz, líder del equipo que realizó las observaciones.

En febrero de 2009, el descubrimiento del pequeño exoplaneta por el satélite CoRot, alrededor de la estrella TYC 4799-1733-1 fue anunciado un año después de su detección y luego de varios meses de difíciles mediciones con telescopios de suelo. La estrella, ahora conocida como CoRot-7 está localizada hacia la constelación Monoceros (el Unicornio) a una distancia de 500 años luz. Un poco menor y más fría que nuestro Sol, CoRoT-7 es posiblemente más joven también, con 1.500 millones de años de edad.

Cada 20,4 horas, el planeta eclipsa una pequeña fracción (una parte en 3000) de la luz de la estrella por poco más de una hora. El planeta, designado CoRoT-7b, se encuentra a sólo 2,5 millones de kilómetros de distancia de su estrella, o 23 veces más cerca de lo que está Mercurio al Sol. Tiene un radio 80% más grande que nuestro planeta.

Los datos iniciales, sin embargo, no pudieron brindar la masa del exoplaneta. Eso requiere mediciones muy precisas de la velocidad de la estrella, que se ve afectada muy ligeramente por el tirón gravitacional del planeta orbitante. El problema con CoRoT-7b es que estas pequeñísimas señales son desenfocadas por la actividad estelar en la forma de "manchas solares", como las de nuestro Sol, que son regiones más frías en la superficie de la estrella. Por lo tanto, la señal principal está relacionada con la rotación de la estrella, que realiza una revolución completa en 23 días.

Panorama artístico de CoRoT-7
http://www.youtube.com/watch?v=4DP4xluhRPc

Para obtener una respuesta, los astrónomos debieron utilizar el mejor dispositivo cazador de exoplanetas en el mundo, el High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS), que en español sería "Buscador de Planetas por Velocidad Radial de Alta Precisión". Este espectógrafo es añadido al telescopio de 3,6 metros de ESO en el Observatorio La Silla, Chile.

"Incluso aunque HARPS es ciertamente invencible cuando se trata de detectar pequeños exoplanetas, las mediciones de CoRoT-7b demostraron ser tan demandantes que debimos recolectar 70 horas de observaciones de la estrella", apuntó el coautor François Bouchy.

Con los datos de HARPS, los astrónomos pudieron deducir la señal de 20,4 horas en los datos y así inferir que el exoplaneta tiene una masa cinco veces mayor a la de la Tierra, por lo que es uno de los planetas más ligeros encontrados hasta ahora.

"Como la órbita del planeta está alineada para que lo veamos cruzar la cara de su estrella -es decir, transitando- podemos medir y no simplemente inferir, la masa del exoplaneta, que es la menor que haya sido medida con precisión para un exoplaneta", señaló Claire Moutou, miembro del equipo. Y agregó: "Más aún, como tenemos tanto el radio como la masa, podemos determinar la densidad y tener una mejor idea de la estructura interna de este planeta".

Gliese 581e, también descubierto por HARPS, tiene una masa mínima de aproximadamente el doble de la Tierra, pero la geometría exacta de su órbita está indefinida, por lo que la masa real no se conoce con precisión. En cambio, CoRoT-7b, al transitar a su estrella, su geometría es conocida y es posible medir la masa del planeta precisamente.

CoRoT-7b pertenece a la categoría de "Súper-Tierras", exoplanetas con masas más similares a planetas como el nuestro que a uno gigante gaseoso como Neptuno, por ejemplo. Cerca de una docena de estos cuerpos han sido detectados, pero en el caso de CoRoT-7b, es la primera vez que la densidad ha sido medida para un exoplaneta tan pequeño. La densidad calculada es cercana a la de nuestro planeta, sugiriendo que la composición del planeta es similarmente rocosa.

"Las excelentes curvas de luz del telescopio espacial CoRoT nos dieron la mejor medición del radio y HARPS la mejor medición de masa para un exoplaneta. Ambas eran necesarias para descubrir un planeta rocoso con una densidad similar a la Tierra", indicó el co-autor Artie Hatzes.

Acercamiento a CoRoT-7
http://www.youtube.com/watch?v=lWOwo0JwxA8

El exoplaneta merece otra distinción como el exoplaneta más cercano a su estrella que se conozca, lo que lo convierte también en el más veloz: orbita a su estrella a una velocidad superior a 750 mil kilómetros por hora, más de siete veces más rápido que el movimiento de la Tierra alrededor del Sol. "De hecho, CoRoT-7b está tan cerca que el lugar debe lucir como el Infierno del Dante, con una temperatura probable en su cara de día sobre los 2.000 grados y con -200 grados en su cara nocturna. Los modelos teóricos sugieren que el planeta podría tener lava u océanos en ebullición en su superficie. Con semejantes condiciones extremas, este planeta no es definitivamente un lugar para que la vida se desarrolle", explicó Queloz.

Como legado de la sublime precisión de HARPS, los astrónomos encontraron en sus datos que la estrella hospeda otro exoplaneta, un poco más alejado que CoRoT-7b. Designado como CoRoT-7c, orbita a su estrella en 3 días, 17 horas y tiene una masa de unas ocho Tierras. Pero, a diferencia de CoRoT-7b, este mundo hermano no pasa frente a su estrella visto desde la Tierra, por lo que los investigadores no pueden medir su radio y por lo tanto tampoco su densidad.

En virtud de estos hallazgos, CoRoT-7 permanece como la primera estrella conocida en tener un sistema planetario con dos Súper-Tierras de corto período, con una que transita a su estrella.

Fuentes y links relacionados

• ESO: First Solid Evidence for a Rocky Exoplanet
• The CoRoT-7 planetary system: two orbiting Super-Earths
  D. Queloz et al.
  Edición especial de Astronomy and Astrophysics sobre CoRoT
  volume 506-1, 22 octubre 2009
  DOI: 10.1051/0004-6361/200913096 

Vía Noticias del Cosmos