Imatge:
La missió exoplaneta de l’ESA Queops va confirmar l’existència de quatre exoplanetes càlids que orbiten quatre estrelles a la nostra Via Làctia. Aquests exoplanetes tenen mides entre la Terra i Neptú i orbiten les seves estrelles més a prop que Mercuri, el nostre Sol.
Aquests anomenats mini-Neptús són diferents de qualsevol planeta del nostre Sistema Solar i proporcionen un “enllaç perdut” entre planetes semblants a la Terra i Neptú que encara no s’entén. Els mini-Neptús es troben entre els tipus d’exoplanetes més comuns coneguts, i els astrònoms comencen a trobar cada cop més estrelles brillants en òrbita.
Els mini-Neptús són objectes misteriosos. Són més petits, més freds i més difícils de trobar que els anomenats exoplanetes Júpiter calents que s’han trobat en abundància. Mentre que els Júpiters calents orbiten al voltant de la seva estrella en qüestió d’hores o dies i solen tenir temperatures superficials de més de 1.000 °C, els mini-Neptús càlids triguen més temps a orbitar les seves estrelles hostes i tenen temperatures superficials més fresques d’uns 300 °C.
El primer signe de l’existència d’aquests quatre nous exoplanetes el va trobar la missió TESS de la NASA. Tanmateix, aquesta nau espacial només va mirar durant 27 dies cada estrella. Per a cada estrella es va detectar un indici d’un trànsit: l’enfosquiment de la llum quan un planeta passa per davant de la seva estrella des del nostre punt de vista. Durant la seva missió ampliada, TESS va tornar a visitar aquestes estrelles i es va tornar a veure el mateix trànsit, implicant l’existència de planetes.
Els científics van calcular els períodes orbitals més probables i van apuntar Keops a les mateixes estrelles en el moment en què esperaven que els planetes transitessin. Durant aquest procediment, Keops va poder mesurar un trànsit per a cadascun dels exoplanetes, confirmant la seva existència, descobrint els seus veritables períodes orbitals i fent el següent pas en la seva caracterització.
Els quatre planetes recentment descoberts tenen òrbites entre 21 i 53 dies al voltant de quatre estrelles diferents. El seu descobriment és essencial perquè apropa la nostra mostra d’exoplanetes coneguts a les òrbites més llargues que trobem al nostre propi Sistema Solar.
Una de les preguntes pendents sobre els mini-Neptús és de què estan fets. Els astrònoms prediuen que tenen un nucli de ferro rocós amb capes exteriors gruixudes de material més lleuger. Diferents teories prediuen diferents capes exteriors: tenen oceans profunds d’aigua líquida, una atmosfera inflada d’hidrogen i heli o una atmosfera de vapor d’aigua pur?
Descobrir la composició dels mini-Neptús és important per entendre la història de formació d’aquest tipus de planetes. Els mini-Neptús rics en aigua probablement es van formar molt lluny a les regions gelades del seu sistema planetari abans de migrar cap a l’interior, mentre que les combinacions de roca i gas ens dirien que aquests planetes es van quedar al mateix lloc on es van formar.
Les noves mesures de Keops van ajudar a determinar el radi dels quatre exoplanetes, mentre que la seva massa es va poder determinar mitjançant observacions de telescopis terrestres. La combinació de la massa i el radi d’un planeta dóna una estimació de la seva densitat global.
La densitat només pot donar una primera estimació de la massa del nucli ferro-rocós. Tot i que aquesta nova informació sobre la densitat és un pas important en la comprensió dels mini-Neptús, no conté informació suficient per oferir una conclusió per a les capes exteriors.
Els quatre exoplanetes recentment confirmats orbiten estrelles brillants, cosa que els converteix en els candidats perfectes per a una visita de seguiment del telescopi espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA o la futura missió Ariel de l’ESA. Aquestes missions espectroscòpiques podrien descobrir què contenen les seves atmosferes i donar una resposta definitiva a la composició de les seves capes exteriors.
Cal una caracterització completa per entendre com es van formar aquests cossos. Conèixer la composició d’aquests planetes ens dirà per quin mecanisme es van formar als primers sistemes planetaris. Això al seu torn ens ajuda a entendre millor els orígens i l’evolució del nostre propi Sistema Solar.
Els resultats es van publicar en quatre articles: ‘Refined parameters of the HD 22946 planetary system and the true orbital period of the planet d’ de Z. Garai et al. es publica a Astronomy & Astrophysics. https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202345943
“Two Warm Neptunes transiting HIP 9618 revelat per TESS & Cheops” per HP Osborn et al. es publica al Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. https://doi.org/10.1093/mnras/stad1319
‘TESS i CHEOPS descobreixen dos sub-neptús càlids que transiten pel brillant K-Dwarf HD15906’ d’A. Tuson et al. es publica al Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. https://doi.org/10.1093/mnras/stad1369
‘TOI-5678 b: un planeta en trànsit de 48 dies de massa Neptú caracteritzat amb CHEOPS i HARPS’ de S. Ulmer-Moll et al. es publica a Astronomy & Astrophysics. https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202245478
