Un equipo de científicos liderado por el astrónomo Jan Šubjak, del Departamento de Astronomía del Instituto de Astronomía de la Academia de Ciencias de la República Checa, y del Centro de Astrofísica de la Universidad de Harvard y el Instituto Smithsonian, ha anunciado recientemente un importante descubrimiento en el campo de la investigación de exoplanetas. Utilizando datos de la misión espacial TESS y observaciones terrestres con el espectrógrafo HARPS en Chile, lograron confirmar la existencia de un exoplaneta tipo "mini-Neptuno", denominado TOI-2458 b. Este descubrimiento proporciona nuevos conocimientos sobre los posibles escenarios de formación de sistemas planetarios.

El descubrimiento del "mini-Neptuno" TOI-2458 b

TOI-2458 b fue identificado por primera vez como un planeta en tránsito, ya que, al pasar frente a su estrella madre, provoca una disminución periódica de su brillo. Los cambios en el brillo de la estrella dirigieron a los científicos a realizar observaciones más detalladas. La combinación de datos del satélite TESS y mediciones espectroscópicas permitió determinar el tamaño, la masa y otras propiedades del planeta.

El planeta TOI-2458 b tiene un radio de aproximadamente 2,8 veces el de la Tierra y una masa de aproximadamente 13,3 veces la de la Tierra. Orbita a una distancia muy cercana a su estrella: una órbita completa alrededor de la estrella tarda solo 3,74 días. Esto significa que el planeta se encuentra en un entorno muy caliente, donde las condiciones no son favorables para la existencia de vida.

La estrella madre y sus propiedades inusuales

La atención de los científicos también se centró en la estrella alrededor de la cual orbita TOI-2458 b. Se trata de una estrella de tipo F, que tiene una masa ligeramente superior a la de nuestro Sol y una temperatura superficial de alrededor de 6000 K. Los análisis indican que la estrella se encuentra en una fase avanzada de su evolución y está comenzando a abandonar la secuencia principal, lo que sugiere una edad de aproximadamente 5,7 mil millones de años.

Otro descubrimiento sorprendente fue la rápida rotación de la estrella, que tarda solo 9 días, junto con un ciclo de actividad magnética muy corto de 54 días. Esta combinación es inusual para las estrellas de tipo F. Ciclos cortos similares se han observado solo en unas pocas estrellas, como τ Boo, que es conocida por su interacción con un exoplaneta tipo "Júpiter caliente" (nota: según el Instituto para el Idioma Checo de la Academia de Ciencias de la República Checa, en nuestro sistema solar tenemos los planetas Júpiter o Neptuno, pero si se trata de un tipo de exoplaneta, es recomendable indicar "Júpiter caliente", "mini Neptuno", etc.).

"Nuestras observaciones sugieren que este sistema es muy interesante desde el punto de vista dinámico", dice el Dr. Šubjak. "La rápida rotación y la actividad magnética de la estrella podrían ser el resultado de interacciones con objetos planetarios en el pasado."

El descubrimiento de otro planeta en el sistema TOI-2458

Durante una mayor investigación del sistema planetario TOI-2458, los científicos identificaron la presencia de un segundo planeta que orbita a una distancia mayor de la estrella. Este planeta tiene un período orbital de aproximadamente 16,5 días, lo que significa que se encuentra más alejado de la estrella que TOI-2458 b. Los modelos dinámicos sugieren que su masa se encuentra entre 10 y 25 veces la masa de la Tierra, pero se necesitarán más observaciones para determinar con mayor precisión sus propiedades.

La historia de la formación del sistema y el papel de un "Júpiter caliente" perdido

Uno de los hallazgos más importantes de este estudio es la hipótesis de que el sistema planetario TOI-2458 pudo haber incluido en el pasado un "Júpiter caliente". A diferencia de las hipótesis que sugieren la migración de estos planetas desde las partes exteriores del disco protoplanetario, este "Júpiter caliente" podría haberse formado directamente en su lugar, a una distancia muy cercana a la estrella.

Con el tiempo, sin embargo, el planeta gigante fue absorbido por la estrella debido a las interacciones de marea. Este proceso podría explicar por qué la estrella TOI-2458 ahora muestra una rotación inusualmente rápida. "La absorción de un planeta masivo podría haber impartido una cantidad significativa de momento de rotación a la estrella", explica el Dr. Šubjak.

Impacto en la dinámica actual del sistema

Si esta hipótesis sobre un "Júpiter caliente" perdido es correcta, su presencia en el pasado habría influido significativamente en la dinámica de las órbitas de los planetas restantes. Los científicos creen que las interacciones gravitatorias podrían haber provocado la inclinación inusual de la órbita del "mini-Neptuno" TOI-2458 b, que actualmente orbita alrededor de los polos de su estrella. Esta inclinación podría ser el resultado de resonancias seculares que actuaron sobre el planeta en las primeras etapas del sistema, antes de que el "Júpiter caliente" se fusionara en espiral con su estrella.

Implicaciones para la investigación de exoplanetas y la formación de sistemas planetarios

Si esta hipótesis se confirma, podría ofrecer una nueva perspectiva sobre cómo los sistemas estelares interactúan con los planetas que orbitan cerca de ellos. Las futuras observaciones podrían proporcionar más evidencia para esta teoría, al tiempo que revelan más detalles sobre los procesos dinámicos en los sistemas de exoplanetas. Estudios similares también podrían revelar con qué frecuencia ocurren escenarios similares en nuestra Galaxia y qué condiciones deben cumplirse para la formación y la estabilidad a largo plazo de tales sistemas. "El sistema TOI-2458 nos muestra que el universo está lleno de sorpresas y plantea nuevos desafíos para nuestros modelos de formación planetaria", añade la Dra. Šubjak.

Enlace al artículo: aquí y aquí

Instituto de Astronomía de la Academia de Ciencias de la República Checa / gnews - RoZ

Ilustración del sistema TOI-2458, creada por inteligencia artificial. Imagen generada con DALL·E, OpenAI