Las misiones TESS y Spitzer de la NASA descubren un mundo en órbita alrededor de una estrella joven única

El sistema, conocido como AU Mic para abreviar, proporciona un laboratorio único en su tipo para estudiar cómo los planetas y sus atmósferas se forman, evolucionan e interactuan con sus estrellas.

“AU Mic es una joven estrella enana M cercana. Está rodeado por un vasto disco de escombros en el que se han rastreado grupos de polvo en movimiento, y ahora, gracias a TESS y Spitzer, tiene un planeta con una medición directa del tamaño ”, dijo Bryson Cale, un estudiante de doctorado en la Universidad George Mason en Fairfax. Virginia “No hay otro sistema conocido que marque todas estas casillas importantes”.

El nuevo planeta, AU Mic b, se describe en un documento escrito por Cale y dirigido por su asesor Peter Plavchan, profesor asistente de física y astronomía en George Mason. Su informe fue publicado el miércoles 24 de junio en la revista Nature.

AU Mic b aparece una nueva publicación ASA disponible en inglés y español, parte de una serie de Galaxy of Horrors La divertida pero informativa serie fue el resultado de una colaboración de científicos y artistas y fue producida por la Oficina del Programa de Exploración de Exoplanetas de la NASA. 

AU Mic es una estrella enana roja fría con una edad estimada de 20 millones a 30 millones de años, lo que la convierte en un bebé estelar en comparación con nuestro Sol, que es al menos 150 veces mayor. La estrella es tan joven que brilla principalmente por el calor generado a medida que su propia gravedad lo empuja hacia adentro y lo comprime. Menos del 10% de la energía de la estrella proviene de la fusión de hidrógeno en helio en su núcleo, el proceso que alimenta estrellas como nuestro Sol.

El sistema está ubicado a 31.9 años luz de distancia en la constelación del sur Microscopium. Es parte de una colección cercana de estrellas llamada Beta Pictoris Moving Group, que toma su nombre de una estrella de tipo A más grande y caliente que alberga dos planetas y también está rodeada por un disco de escombros.

Aunque los sistemas tienen la misma edad, sus planetas son marcadamente diferentes. El planeta AU Mic b casi abraza a su estrella, completando una órbita cada 8,5 días. Pesa menos de 58 veces la masa de la Tierra, colocándola en la categoría de mundos similares a Neptuno. Beta Pictoris byc, sin embargo, son al menos 50 veces más masivos que AU Mic by toman 21 y 3.3 años, respectivamente, para orbitar su estrella.  

“Creemos que AU Mic b se formó lejos de la estrella y migró hacia adentro a su órbita actual, algo que puede suceder cuando los planetas interactúan gravitacionalmente con un disco de gas o con otros planetas”, dijo el coautor Thomas Barclay, científico investigador asociado en el Universidad de Maryland, Condado de Baltimore y científico asociado del proyecto para TESS en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Por el contrario, la órbita de Beta Pictoris b no parece haber migrado mucho. Las diferencias entre estos sistemas de edad similar nos pueden decir mucho sobre cómo se forman y migran los planetas ”.

Detectar planetas alrededor de estrellas como AU Mic plantea un desafío particular. Estas estrellas tormentosas poseen fuertes campos magnéticos y pueden cubrirse con puntos estelares (regiones más frías, más oscuras y altamente magnéticas similares a las manchas solares) que con frecuencia producen erupciones estelares potentes. Tanto las manchas como sus destellos contribuyen a los cambios de brillo de la estrella.

En julio y agosto de 2018, cuando TESS observaba AU Mic, la estrella produjo numerosas erupciones, algunas de las cuales fueron más potentes que las más intensas jamás registradas en el Sol. El equipo realizó un análisis detallado para eliminar estos efectos de los datos de TESS.

Cuando un planeta cruza frente a su estrella desde nuestra perspectiva, un evento llamado tránsito, su paso provoca una clara disminución en el brillo de la estrella. TESS monitorea grandes franjas del cielo, llamadas sectores, durante 27 días a la vez. Durante esta larga mirada, las cámaras de la misión regularmente capturan instantáneas que permiten a los científicos rastrear los cambios en el brillo estelar.

Las caídas regulares en el brillo de una estrella señalan la posibilidad de un planeta en tránsito. Por lo general, se necesitan al menos dos tránsitos observados para reconocer la presencia de un planeta.

“Por suerte, el segundo de tres tránsitos TESS ocurrió cuando la nave espacial estaba cerca de su punto más cercano a la Tierra. En esos momentos, TESS no está observando porque está ocupado bajando todos los datos almacenados “, dijo la coautora Diana Dragomir, profesora asistente de investigación en la Universidad de Nuevo México en Albuquerque. “Para llenar el vacío, a nuestro equipo se le concedió tiempo de observación en Spitzer, que capturó dos tránsitos adicionales en 2019 y nos permitió confirmar el período orbital de AU Mic b”.