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Descubierta una cercana subtierra rica en hierro

A unos 30 años luz de la Tierra, el exoplaneta GJ 367 b orbita alrededor de una enana roja en menos de 8 horas. Su tamaño es ligeramente mayor que el de Marte y su masa la mitad de la de nuestro planeta, aunque presenta una densidad cercana a la del hierro puro, según un estudio internacional en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias.

Recreación artística del planeta subterrestre GJ 367 b. / DLR

Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto un planeta extrasolar con la mitad de la masa de la Tierra y que se mueve rápidamente: tarda 7,7 horas en orbitar su estrella madre, una enana roja que se encuentra a poco menos de 31 años luz de la Tierra. 

Denominado GJ 367 b, se trata de uno de los exoplanetas más ligeros de los casi 5.000 conocidos actualmente. Su diámetro es de poco más de 9.000 kilómetros, por lo que esta subtierra es ligeramente mayor que Marte. 

El descubrimiento, no solo demuestra que es posible determinar con precisión las propiedades de los exoplanetas más pequeños y menos masivos, sino que también proporciona nuevas claves para entender cómo se forman y evolucionan los planetas terrestres. El estudio se publica esta semana en la revista Science.

El exoplaneta GJ 367 b es ligeramente mayor que Marte, con la mitad de masa que la Tierra y se mueve rápidamente: tarda 7,7 horas en orbitar su estrella madre, una enana roja

“A partir de la determinación precisa de su radio y masa, GJ 367b se clasifica como un planeta rocoso”, informa Kristine Lam, investigadora del Instituto de Investigación Planetaria del Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y primera autora del artículo, “y esto lo sitúa entre los planetas terrestres de tamaño inferior a la Tierra y hace avanzar la investigación en la búsqueda de una ‘segunda Tierra’ (aunque este exoplaneta no lo sea)”. 

GJ 367 b pertenece al grupo de exoplanetas de periodo ultracorto (USP por sus siglas en inglés) que orbitan su estrella en menos de 24 horas. “Ya conocemos algunos de ellos, pero su origen es actualmente desconocido”, señala la coautora Savita Mathur, investigadora del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Además, con un periodo de rotación de 48 días para la estrella, “es un sistema muy interesante para estudiar y entender la evolución dinámica de pequeños planetas rocosos con esta orbita”. 

Ayuda de TESS y HARPS 

Muchos de los exoplanetas descubiertos en los últimos años se han detectado mediante el método del tránsito, que consiste en medir las diferencias mínimas en la luz  de una estrella cuando un planeta pasa por delante, y también ha sido el caso de GJ 367 b con la ayuda del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA. 

Tiene una densidad equivalente a la del hierro casi puro y una temperatura superficial cercana al punto de fusión de este metal, lo que sugiere que es el núcleo de hierro de un planeta que ha perdido su manto exterior

Tras su descubrimiento, se estudió el espectro de su enana roja con el método de velocidad radial, que consiste en medir los cambios en la posición y la velocidad de una estrella a medida que esta y un planeta a su alrededor orbitan su centro de masas común. 

La variación provocada por la fuerza gravitatoria de ambos objetos queda reflejada en un desplazamiento en el espectro de la estrella observada. Para GJ 367 b, la masa se determinó con el instrumento HARPS del telescopio de 3,6 metros del Observatorio Europeo Austral (ESO). 

Con el estudio meticuloso y la combinación de diferentes métodos de evaluación, se determinaron con precisión el radio (72 % del radio de la Tierra) y la masa del planeta (55 % de la terrestre). Al determinar estos parámetros, con una precisión del 7 y el 14 % respectivamente, los investigadores también pudieron sacar conclusiones sobre su estructura interna. 

Tan denso como el hierro

Se trata de un exoplaneta rocoso de baja masa, pero con una densidad superior a la de la Tierra. De hecho, una de las peculiaridades de GJ 367 b es que tiene una densidad equivalente a la del hierro casi puro, según los modelos, y una temperatura superficial cercana al punto de fusión de este metal, lo que sugiere que es el núcleo de hierro de un planeta que ha perdido su manto exterior.

La temperatura de la superficie podría alcanzar los 1.500 ºC, una temperatura a la que se fundirían todas las rocas y metales, por tanto, GJ 367 b no puede considerarse una ‘segunda Tierra’

Enric Pallé (IAC)

“La alta densidad indica que el planeta está dominado por un núcleo de hierro –explica Szilárd Csizmadia, investigador del DLR y coautor del artículo–. Estas propiedades son similares a las de Mercurio, con su núcleo de hierro y níquel desproporcionadamente grande que lo diferencia de otros cuerpos terrestres del sistema solar”. De momento no está claro cómo se formó un planeta tan rico en hierro. 

Sin embargo, la proximidad del planeta a su estrella significa que está expuesto a un nivel de radiación extremadamente alto, más de 500 veces más fuerte que el que experimenta la Tierra. “La temperatura de la superficie podría alcanzar los 1.500 grados Celsius, una temperatura a la que se fundirían todas las rocas y metales; por tanto, GJ 367 b no puede considerarse una ‘segunda Tierra’”, apunta Enric Pallé, investigador del IAC que también ha participado en el estudio. 

Una ‘madre’ enana roja 

La estrella madre de este exoplaneta recién descubierto es una enana roja llamada GJ 367, que tiene sólo la mitad del tamaño del Sol. Esta característica ayudó a su descubrimiento, ya que la señal de tránsito del planeta en órbita es especialmente significativa. “Las enanas rojas no sólo son más pequeñas, sino también más frías que el Sol –aclara Felipe Murgas, investigador del IAC y coautor del artículo–, esto hace que sus planetas asociados sean más fáciles de encontrar y caracterizar”. 

Las enanas rojas se encuentran entre los objetos estelares más comunes de nuestra vecindad cósmica y, por tanto, son objetivos claves para la investigación de exoplanetas. Los investigadores estiman que estas enanas rojas, también conocidas como estrellas de clase M, son orbitadas por una media de dos a tres planetas, cada uno de los cuales podría tener, como máximo, cuatro veces el tamaño de la Tierra. 

Referencia:  

Kristine W. F. Lam et al. “GJ 367b: A dense ultra-short period sub-Earth planet transiting a nearby red dwarf star”. Science, 2021.

Fuente:
IAC
Derechos: Creative Commons.
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