Una investigación internacional, en la que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha descubierto un nuevo sistema planetario de cuatro planetas que orbitan la estrella TOI-500. Se trata del primer sistema conocido, compuesto por un análogo de la Tierra con un periodo inferior a un día y tres planetas adicionales de baja masa, cuya configuración orbital podría explicarse mediante un escenario de migración no violenta y suave. El estudio se publica en la revista Nature Astronomy.
El planeta interior, bautizado como TOI-500b, es un planeta de período ultracorto (USP), ya que su período orbital es de sólo 13 horas. Se considera un análogo de la Tierra, es decir, un planeta rocoso con radio, masa y densidad comparables al nuestro. "Sin embargo, a diferencia de la Tierra, su proximidad a la estrella lo hace tan caliente (unos 1.350 °C) que su superficie es probablemente una inmensa extensión de lava", afirma Luisa Maria Serrano, investigadora del Departamento de Física de la Universidad de Turín y primera autora del artículo. El nuevo planeta podría ser un fiel reflejo de cómo será la Tierra en el futuro, cuando el Sol se convierta en una gigante roja mucho más grande y brillante de lo que es ahora.
TOI-500b fue identificado inicialmente como candidato a planeta por el Transiting Exoplanet Survey Satellite(TESS) de la NASA, un telescopio espacial diseñado para buscar planetas en órbita alrededor de estrellas brillantes cercanas mediante el método de tránsito. Este método mide la disminución del brillo de una estrella cuando el planeta cruza el disco estelar visto desde el telescopio. TOI-500b se confirmó posteriormente gracias a una campaña de observación de un año de duración llevada a cabo por la Universidad de Turín con el espectrógrafo HARPS del Observatorio Europeo Austral (ESO).
El análisis de los datos de TESS y HARPS ha proporcionado mediciones precisas de la masa, el radio y los parámetros orbitales del planeta interior de periodo ultracorto TOI-500b. "Las mediciones de HARPS también nos han permitido detectar 3 planetas adicionales de baja masa que orbitan TOI-500 cada 6,6, 26,2 y 61,3 días. TOI-500 es un sistema planetario extraordinario, importante para comprender el destino dinámico de los planetas", afirma Davide Gandolfi, investigador del Departamento de Física de la Universidad de Turín y coautor del artículo.
La novedad que presenta el artículo recién publicado radica en el proceso de migración que llevó al sistema planetario a su configuración actual. "Es comúnmente aceptado que los planetas de periodo ultracorto no se formaron en sus órbitas actuales, ya que las regiones más internas de su disco protoplanetario natal tienen una densidad y temperatura inadecuadas para formar planetas, por lo que deben haberse originado más lejos y luego haber migrado hacia el interior, cerca de su estrella anfitriona", afirma Hans J. Deeg, investigador del IAC que ha participado en el estudio.
Aunque no hay consenso sobre el proceso de migración, a menudo se cree que se produce a través de un proceso violento, que implica la desviación de un planeta de su órbita por la interacción con otro. Sin embargo, los investigadores creen que los planetas que orbitan TOI-500 pueden haber estado siempre en órbitas casi circulares y que luego migraron hacia el interior siguiendo un proceso migratorio lento, no violento, que duró unos 2.000 millones de años. "Se trata de un patrón de migración silenciosa, en el que los planetas se mueven lentamente en órbitas cada vez más cercanas a su estrella, sin chocar entre sí y sin salir de sus órbitas", explica Felipe Murgas, investigador del IAC y coautor del artículo.
“Este trabajo demuestra la importancia de vincular el descubrimiento de sistemas que albergan planetas de periodo ultracorto con simulaciones numéricas para comprobar los posibles procesos migratorios que pueden haberlos llevado a su configuración orbital actual”, señala Enric Pallé, investigador del IAC y coautor del estudio. "La adquisición de datos a lo largo de una larga línea de base temporal permite desvelar la arquitectura interna de sistemas similares a TOI-500 y entender cómo los planetas se han asentado en sus órbitas", concluye.
Artículo: Serrano, L.M., Gandolfi, D., Mustill, A.J. et al. A low-eccentricity migration pathway for a 13-h-period Earth analogue in a four-planet system. Nat Astron (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-022-01641-y
Contactos en el IAC:
Hans J. Deeg, hdeeg [at] iac.es (hdeeg[at]iac[dot]es)
Felipe Murgas, fmurgas [at] iac.es (fmurgas[at]iac[dot]es)
Enric Pallé, epalle [at] iac.es (epalle[at]iac[dot]es)
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