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Júpiter, ¡más importante de lo que crees!

Título original: “A Jupiter analogue and a cold super-Neptune orbiting the solar-twin star HIP 104045 

Autoras/es: Thiago Ferreira, Jorge Meléndez, Diego Lorenzo-Oliveira, Jacob L. Bean, Lorenzo Spina, Megan Bedell

Institución del primer autor: Universidad de Sao Paulo, Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas, Sao Paulo, Brasil

Estado del artículo: Acceso abierto en arXiv, enviado a MNRAS. 

La búsqueda de “vida extraterrestre” está mayormente centrada en planetas o sistemas que sean similares a nuestro Sistema Solar. Es por esto que encontrar sistemas donde existan planetas similares o “análogos” a Júpiter podría ser crucial. Estos exoplanetas “análogos de Júpiter” se definen como planetas que se encuentran alrededor de una estrella similar a nuestro Sol, que sea un planeta tipo gigante gaseoso y que cumpla un rol dinámico similar al que ha tenido Júpiter en nuestro Sistema Solar. Sus masas son de entre 0.3 a 3 masas de Júpiter; el semi-eje mayor de la órbita debiera ser de entre 3 y 7 unidades astronómicas (UA), es decir, un período orbital de 5 a 18 años para estrellas de masa similar al Sol; mientras que la excentricidad de la órbita debería ser menor a 0.3.

En el Sistema Solar, Júpiter (Figura 1) ha tenido gran importancia, ya que limita la migración de objetos masivos a órbitas interiores, manteniendo esta “separación” entre planetas rocosos al interior y planetas gigantes en las afueras. Incluso aumenta la habitabilidad de de estos planetas interiores, ya que, en algunos casos, es capaz de enviar objetos de períodos cortos que podrían contener agua, como asteroides o cometas. (¡En este astrobito puedes leer más al respecto!) Los análogos de Júpiter tienden a formarse preferentemente alrededor de estrellas de metalicidad cercana al valor solar. Además, exoplanetas de baja masa potencialmente habitables podrían ser más comunes alrededor de estrellas que alberguen un “Júpiter frío” (entendiendo por “frío” como un exoplaneta que se encuentra a más de 0.1 UA de su estrella anfitriona).

Júpiter en infrarrojo por JWST

Figura 1: Júpiter en infrarrojo a ojos del Telescopio Espacial James Webb, ¡una de mis imágenes favoritas! (Crédito: NASA/JWST).

El sistema HIP 104045

En el artículo presentan resultados de observaciones de la estrella HIP 104045, llevadas a cabo entre Julio 2016 y Septiembre 2019 con el instrumento HARPS/ESO (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher / European Southern Observatory), que está conectado al telescopio de 3.6 metros en el Observatorio La Silla, Chile. Las observaciones fueron parte de “Solar Twin Planet Search” o “Búsqueda de Planetas en estrellas Mellizas del Sol”.

HIP 104045 es una estrella de edad solar y relativamente brillante de Secuencia Principal, de tipo espectral G5V, de masa 1.03+-0.005 masas solares, y radio 1.050+-0.012 radios solares. La estrella también es bastante similar al Sol con respecto a la abundancia química o metalicidad. Con el método de Velocidades Radiales (ver Figura 2), donde se mide el efecto Doppler de la estrella provocado por uno o varios exoplanetas, los autores revelan que se confirman 2 exoplanetas alrededor de la estrella (ver Figura 3). Uno de ellos es análogo a Júpiter, llamado HIP 104045 b (siguiendo la tradición de los nombres para exoplanetas), y tiene una órbita circular de período P = 2315 ±310 días. El otro exoplaneta corresponde a un “Súper-Neptuno” frío, también en una órbita circular, pero con un período de P = 316±75 días, llamado HIP 104045 c. 

Esquema velocidades radiales

Figura 2: Esquema del Método de Velocidades Radiales. Uno o varios planetas alrededor de la estrella causarán fluctuaciones en su velocidad radial (con respecto a nuestro punto de vista), por lo que podemos detectar el efecto Doppler. (Crédito: Wikimedia Commons).

Velocidades radiales para HIP 104045

Figura 3: Mejor modelo que se ajusta a los datos de la Velocidad Radial de HIP 104045, considerando dos exoplanetas. Los datos en púrpura corresponden a antes de la actualización de HARPS a mediados de 2015, mientras que los datos en amarillo son después de dicho evento. La línea azul y las curvas púrpura y amarilla son distintos modelos usados por los autores (Crédito: Figura 5 del artículo).

En el artículo, además, estiman el tamaño de la zona habitable (en este astrobito puedes leer más sobre esta zona) alrededor de HIP 104045, que se encontraría de 0.998 a 1.758 UA de la estrella. Mientras que la zona habitable “optimista” estaría en un rango entre 0.79 y 1.855 UA alrededor de la estrella. Señalan que HIP 104045 c, el “Súper-Neptuno” frío, se encontraría en este último rango.

Esperemos que este análogo de Júpiter esté protegiendo, o quizás llenando de agua, al Súper-Neptuno frío, y veremos si se clasifica como planeta habitable en el futuro.

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