La predicción de un estudiante señala el camino hacia una Super-Tierra densa y caliente

Esta ilustración muestra el cielo nocturno en curso a las 9:00 pm, hora local. La constelación de Cáncer, el Cangrejo, está en buenas condiciones para su visualización.
Crédito: Creado con Voyager 4, los derechos de autor Carina Software

Un planeta que pensábamos que creíamos conocer resultó ser bastante diferente de la primera sospecha. El punto de vista revisado proviene de los nuevos datos publicados por un equipo internacional de astrónomos. Ellos hicieron sus observaciones del planeta "55 Cancri e" sobre la base de cálculos hechos por el estudiante graduado de Harvard Rebeca Dawson (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), que trabajó con Daniel Fabrycky (ahora en la Universidad de California, Santa Cruz) para predecir cuando el planeta cruza por delante de su estrella visto desde la Tierra. Estos tránsitos dan información crucial sobre el tamaño de un planeta y su órbita.

Esta fotografía de gran angular del cielo nocturno muestra la ubicación de 55 Cancri e, una estrella en la que los astrónomos han encontrado el número récord de cinco planetas, incluyendo una densa y caliente super-Tierra.
Crédito: Till Credner, AlltheSky.com

El equipo encontró que 55 Cancri e es un 60 por ciento más grande en diámetro que la Tierra pero ocho veces más masivo. (Una súper-Tierra tiene de una a diez veces la masa de la Tierra.) Es el planeta sólido más denso conocido, casi tan denso como el plomo. Aún mejor, la estrella que orbita está tan cercana y brillante que es visible a simple vista en la constelación de Cáncer, el Cangrejo. Esto hace que sea un blanco excelente para los estudios de seguimiento.

La predicción de Dawson y Fabrycky ha jugado un papel crucial en este nuevo trabajo de motivar la búsqueda de tránsitos. Cuando el planeta fue descubierto por un equipo de Texas en 2004, se calculó que orbita en torn a su estrella cada 2,8 días. Dawson y Fabrycky volvieron a analizar los datos y encontraron que 55 Cancri e está mucho más cerca de su estrella, en orbitando en menos de 18 horas. Como resultado, las posibilidades de ver un tránsito eran mucho más altas.

Josh Winn del MIT y el astrónomo del Smithsonian Mateo Holman trajeron el nuevo cálculo a Jaymie Matthews (Universidad de la Columbia Británica), que programó las observaciones con el Programa MOST de Canadá (Microvariabilidad y oscilaciones de estrellas) por satélite. El equipo de investigación encontró que 55 Cancri e transita su estrella cada 17 horas y 41 minutos, al igual que Dawson y Fabrycky lo habían previsto.

"Estoy emocionado de que mediante el cálculo del verdadero periodo orbital del planeta, hayaemos sido capaces de detectar tránsitos, lo que nos dice mucho más al respecto", dijo Dawson.

La nueva técnica se aplica a los planetas descubiertos por el método de velocidad radial, en el que los astrónomos cazan una estrella que "se tambalea" por el tirón gravitatorio de un mundo que la orbita.

La confusión inicial acerca de la órbita de 55 Cancri e surgió a causa de las lagunas naturales en los datos de velocidad radial (porque los astrónomos sólo pueden observar una estrella en la noche y cuando está sobre el horizonte). A veces, estas lagunas introducen señales "fantasma" que pueden hacerse pasar por la verdadera señal del planeta.

Dawson y Fabrycky optaron por analizar seis sistemas planetarios en los que los datos parecían particularmente ambiguos. En dos casos se confirmaron los resultados anteriores, mientras que alguno sigue sin estar claro. Para 55 Cancri e, un período de revisión se necesitaba sin duda.

"Se hizo muy claro que el período orbital real del planeta estaba cerca de las 18 horas," dijo Dawson.

Esto ubica el planeta tan cerca de su estrella que es azotado por el calor, un horno a una temperatura de 4900 grados F.

La propia estrella, 55 Cancri A, es una estrella amarilla muy similar al Sol y está localizada a 40 años luz de distancia. Es la más brillante, la estrella más cercana que se sabe que tiene un planeta en tránsito.

Dawson recomienda que el método de análisis que desarrolló con Fabrycky sea utilizado en descubrimientos de planetas en el futuro. "Hemos aclarado algo de la confusión en los sistemas que estudiamos, y creemos que hemos proporcionado una manera para evitar confusiones futuras", dijo.

Con sede en Cambridge, Massachusetts, el Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica (CfA) es una colaboración conjunta entre el Observatorio Astrofísico Smithsoniano y el Observatorio del Harvard College. Los científicos de CfA, organizados en seis divisiones de investigación, estudian el origen, evolución y destino último del universo.

Fuente: Student's Prediction Points the Way to Hot, Dense Super-Earth
(Smithsonian Astrophysical Observatory)