Spitzer y TESS encuentran un mundo del tamaño de la Tierra que estaría cubierto de volcanes

Un equipo de astrónomos ha descubierto un exoplaneta, o un mundo más allá de nuestro sistema solar, que tendría el tamaño de la Tierra y estaría cubierto de volcanes. Llamado LP 791-18 d, este planeta podría sufrir estallidos volcánicos con tanta frecuencia como la luna Ío de Júpiter, que es el cuerpo celeste con más actividad volcánica en nuestro sistema solar.

Los astrónomos encontraron el planeta y lo estudiaron utilizando datos del Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS, por sus siglas en inglés) y el telescopio espacial Spitzer ya retirado, ambos de la NASA, así como un conjunto de observatorios terrestres.

Un artículo científico sobre este planeta —publicado por un equipo encabezado por Merrin Peterson, estudiante de postgrado del Instituto Trottier para la Investigación de Exoplanetas (iREx, por sus siglas en inglés) con sede en la Universidad de Montreal— aparece en la edición del 17 de mayo de la revista científica Nature.

“LP 791-18 d está bloqueado por las mareas, Ío que significa que el mismo lado mira constantemente a su estrella”, dijo Björn Benneke, coautor y profesor de astronomía en iREx, quien planificó y supervisó el estudio. “Es probable que el lado diurno esté demasiado caliente como para que exista agua líquida en la superficie. Pero la cantidad de actividad volcánica que sospechamos que ocurre en todo el planeta podría sustentar una atmósfera, lo que permitiría que el agua se condensara en el lado nocturno”.

LP 791-18 d se mueve en órbita alrededor de una pequeña estrella enana roja a unos 90 años luz de distancia, en la constelación de Crater (o constelación de la Copa) en el hemisferio sur. El equipo de investigadores estima que es apenas un poco más grande y más masivo que la Tierra.

Los astrónomos ya sabían acerca de otros dos mundos en este sistema, llamados LP 791-18 b y c, antes de este descubrimiento. El planeta interior b es cerca de un 20% más grande que la Tierra. El planeta exterior c tiene cerca de 2,5 veces el tamaño de la Tierra y más de siete veces su masa.

Durante cada órbita, los planetas d y c pasan muy cerca uno del otro. Cada paso cercano por el planeta más masivo c produce un tirón gravitacional en el planeta d, haciendo que su órbita sea algo elíptica. En esta trayectoria elíptica, el planeta d se deforma ligeramente cada vez que gira alrededor de la estrella. Estas deformaciones pueden crear suficiente fricción interna como para calentar sustancialmente el interior del planeta y producir actividad volcánica en su superficie. Júpiter y algunas de sus lunas afectan a Ío de manera similar.

El planeta d se encuentra en el borde interior de la zona habitable, que es el rango tradicional de distancias desde una estrella donde los científicos plantean que podría existir agua líquida en la superficie de un planeta. Si el planeta posee tanta actividad geológica como sospecha el equipo de investigación, podría mantener una atmósfera. Las temperaturas descenderían lo suficiente en el lado nocturno del planeta como para que el agua se condensara en la superficie.

Ya se ha aprobado tiempo de observación del planeta c con el telescopio espacial James Webb, y el equipo cree que el planeta d también es un candidato excepcional para los estudios atmosféricos de la misión.

“Una gran pregunta en astrobiología, el campo que estudia ampliamente los orígenes de la vida en la Tierra y más allá, es si la actividad tectónica o volcánica es necesaria para la vida”, dijo la coautora Jessie Christiansen, quien es científica investigadora en el Instituto de Ciencias Exoplanetarias de la NASA en el Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena. “Además de proporcionar potencialmente una atmósfera, estos procesos podrían agitar materiales que de otro modo se hundirían y quedarían atrapados en la corteza, incluidos aquellos que creemos que son importantes para la vida, como el carbono”.

Las observaciones del sistema realizadas por Spitzer se encuentran entre las últimas que recogió este telescopio antes de que fuera retirado en enero de 2020.

“Es increíble leer sobre la continuación de los descubrimientos y publicaciones de Spitzer años después del final de la misión”, dijo Joseph Hunt, director del proyecto Spitzer en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA en el sur de California. “Eso ciertamente muestra el éxito de nuestros ingenieros y científicos de primera categoría. Juntos construyeron no solo una nave espacial, sino también un conjunto de datos que siguen siendo un valioso recurso para la comunidad astrofísica”.

TESS es una misión del Explorador de Astrofísica de la NASA dirigida y operada por el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés) en Cambridge, Massachusetts, y administrada por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. Otros colaboradores son Northrop Grumman, con sede en Falls Church, Virginia; el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California; el Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian en Cambridge, Massachusetts; el Laboratorio Lincoln del MIT y el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore. Más de una docena de universidades, institutos de investigación y observatorios de diferentes partes del mundo participan en la misión.

Toda el conjunto de datos científicos recopilados por Spitzer durante su vida útil está disponible para el público a través del archivo de datos de Spitzer, que se conserva en el Centro de Procesamiento y Análisis de Infrarrojos (IPAC, por sus siglas en inglés) de Caltech en Pasadena, California. El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, una división de Caltech, administró las operaciones de la misión Spitzer para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington. Las operaciones científicas se llevaron a cabo en el Centro de Ciencias Spitzer en el IPAC de Caltech. Las operaciones de la nave espacial tenían su sede en Lockheed Martin Space en Littleton, Colorado.

Por Jeanette Kazmierczak
Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland

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