Ross 176 b: Un posible mundo acuático alrededor de una estrella tipo K

Datos del artículo científico del que hablaremos en este astrobito:

• Título: Discovery of a transiting hot water-world candidate orbiting Ross 176 with TESS and CARMENES
• Autores: S. Geraldía-González, J. Orell-Miquel, E. Pallé, F. Murgas, G. Lacedelli, et. al.
• Institución del primer autor: Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), La Laguna, Tenerife, España
• Estado: Acceso abierto en arXiv. Aceptado para publicación en A&A.

Representación artística de un mundo acuático

En las últimas décadas, nos hemos vuelto sorprendentemente buenos en encontrar exoplanetas. Hoy en día, hay miles catalogados, desde gigantes gaseosos hasta mundos rocosos del tamaño de la Tierra. Pero saber de qué están hechos realmente… esa es una pregunta mucho más difícil. Especialmente en el caso de planetas similares en tamaño a la Tierra, o un poco más grandes, donde un pequeño cambio en la masa o el radio puede significar un planeta completamente distinto por dentro.

Eso es precisamente lo que hace tan interesante a Ross 176b. Es un planeta pequeño que orbita una estrella tipo K cercana, y gracias a una combinación de mediciones precisas y modelos de inteligencia artificial, la comunidad astronómica tiene una mejor idea de lo que podría haber en su interior.

El complicado negocio de los exoplanetas pequeños

En la ciencia de exoplanetas, los planetas sobre los que menos sabemos suelen ser aquellos cuyo tamaño se parece más al de la Tierra. En parte, esto se debe a la forma en que los detectamos. Cuando un planeta transita (pasa por delante de) su estrella, podemos medir su radio. Si además tira lo suficiente de su estrella como para detectarlo mediante mediciones de velocidad radial, podemos estimar su masa. Pero combinar ambos datos para entender de qué está hecho un planeta es una tarea mucho más difícil.

Esto es especialmente cierto para planetas con radios entre 1.5 y 2.5 veces el de la Tierra: el llamado valle de radios. Estos planetas son comunes, pero se sitúan justo en el límite entre mundos rocosos como la Tierra y planetas más grandes y “esponjosos” con atmósferas gruesas, como los mini-Neptunos. Un pequeño cambio en la masa o el radio puede marcar la diferencia entre un núcleo rocoso denso o uno rodeado de gas o agua.

El valle de radios en las poblaciones de exoplanetas se refiere a la escasez relativa de planetas con radios entre 1.5 y 2 veces el de la Tierra. (Figura adaptada de Fulton et. al.)

Por eso, cada vez que encontramos un planeta bien caracterizado dentro de este rango de tamaño, vale la pena prestarle atención. Ross 176 b es uno de esos casos raros.

Ross 176 b: Pequeño, cercano, y algo desconcertante

Ross 176, la estrella, es una enana tipo K tranquila, de mediana edad, ubicada a solo 33 años luz. Su planeta, Ross 176 b, fue detectado primero mediante mediciones de velocidad radial. Más tarde, observaciones fotométricas del satélite TESS confirmaron que transita, lo que permitió determinar tanto su radio como su masa.

Ell planeta tiene aproximadamente 2.2 veces el radio de la Tierra y una masa de 9.1 masas terrestres. Eso lo ubica justo en la zona de transición entre planetas rocosos y no rocosos. Pero su densidad, de alrededor de 3.8 g/cm³, es demasiado baja para ser puramente rocoso. Para comparar, la densidad de la Tierra es de aproximadamente 5.5 g/cm³. Eso significa que Ross 176 b debe tener algo más que contribuya a su tamaño: ya sea una atmósfera densa, una gran capa de agua, o ambas cosas.

 

Modelos de composición planetaria muestran que el radio y la masa de Ross 176 b lo ubican justo dentro de la tendencia de los llamados “mundos acuáticos”. Wolf 503 b y HD 40307 b son otros candidatos a exoplanetas de este tipo, similares a Ross 176 b. (Figura adaptada de la Figura 5 del manuscrito principal).

Para averiguar qué tipo de composición tiene, el equipo detrás de este estudio usó un modelo de inteligencia artificial entrenado con miles de interiores planetarios para explorar distintas combinaciones que pudieran explicar la masa y el radio observados. Descubrieron que lo más probable es que el planeta sea un sub-Neptuno rico en agua, con una fracción significativa de su masa (alrededor del 20%) en forma de agua.

Esto convierte a Ross 176 b en un candidato sólido a un “mundo acuático”, aunque no necesariamente con océanos como los de la Tierra. En su lugar, podría tener capas profundas de hielo a alta presión o agua en estado supercrítico, dependiendo de las condiciones de temperatura y presión en el interior del planeta.

Una rara adición al catálogo de exoplanetas

Los planetas como Ross 176 b no solo son interesantes por sí mismos, sino que también ayudan a llenar vacíos clave en nuestra comprensión de la formación planetaria. Para empezar, es relativamente raro encontrar planetas dentro del valle de radios con propiedades tan bien determinadas. Más raro aún es encontrar uno que parezca haber conservado grandes cantidades de agua mientras orbita cerca de su estrella.

Esto plantea preguntas sobre cómo se formó Ross 176 b. ¿Se originó más lejos y migró hacia el interior? ¿O logró de algún modo retener su agua durante la formación? Sea cual sea el caso, este planeta representa un dato valioso para los estudios estadísticos de exoplanetas pequeños, especialmente en torno a estrellas tipo K, que han sido menos estudiadas que las enanas M como TRAPPIST-1, pero que en muchos sentidos se parecen más al Sol.

Curiosamente, Ross 176 b también parece ser el único planeta en su sistema, al menos con los datos actuales. Eso es algo inusual en sistemas con planetas pequeños, que suelen venir en configuraciones múltiples y compactas. Si futuras observaciones confirman que Ross 176 b alberga realmente un solo planeta, eso también podría revelar diferencias en su historia de formación frente a otros sistemas más comunes.

¿Podemos mirar adentro?

Debido a que está relativamente cerca y transita su estrella, Ross 176 b también es un objetivo potencial para observaciones atmosféricas con telescopios como el JWST o Ariel. Detectar vapor de agua, hidrógeno u otras moléculas atmosféricas podría confirmar si el planeta es rico en agua… ¡o revelar una composición completamente inesperada!

Eso convierte a este pequeño mundo en algo más que un simple punto de datos. Es un peldaño hacia respuestas a preguntas más grandes sobre la diversidad planetaria, la formación de planetas, y los distintos caminos evolutivos que pueden seguir, incluso cuando tienen tamaños similares. Con observaciones más detalladas en el futuro, Ross 176 b podría ayudarnos a entender no solo de qué está hecho, sino también cómo se forman planetas como él.