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# Física# Astrofísica terrestre y planetaria

Nuevo sistema planetario descubierto cerca de TOI-2096

Un nuevo sistema con dos planetas únicos ofrece ideas sobre la formación de planetas.

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Se ha encontrado un nuevo sistema planetario cerca de una estrella llamada TOI-2096, que está a unos 48 años luz de la Tierra. Este sistema incluye dos planetas: uno es una super-Tierra y el otro es un mini-Neptuno. Estos planetas representan oportunidades emocionantes para que los científicos aprendan más sobre cómo se forman y evolucionan los planetas.

Los Planetas

TOI-2096 b (la super-Tierra) tiene un radio aproximadamente 1.24 veces el de la Tierra, mientras que TOI-2096 c (el mini-Neptuno) tiene un radio de aproximadamente 1.90 veces el de la Tierra. Ambos planetas orbitan su estrella anfitriona en períodos de 3.12 y 6.39 días, respectivamente. Están en una disposición específica que permite a los científicos estudiar sus interacciones más de cerca.

Importancia del Descubrimiento

Este descubrimiento es significativo por varias razones. Primero, estos planetas están cerca de lo que se conoce como el "valle de radios". Este valle es un área en el espectro de tamaños de exoplanetas conocidos donde parece haber menos planetas. Entender por qué ciertos tamaños de planetas son raros puede arrojar luz sobre los procesos involucrados en la Formación de Planetas.

Modelos de Formación Planetaria

Los científicos han propuesto diferentes modelos para explicar cómo se forma la variedad observada de pequeños planetas, como Super-Tierras y Mini-Neptunos. Algunos sugieren que estos planetas se crean con poca o ninguna atmósfera, mientras que otros creen que comienzan con un envoltorio gaseoso que luego es despojado por la radiación de su estrella anfitriona.

El sistema TOI-2096 es particularmente valioso porque cuenta con dos planetas con tamaños que cruzan el valle de radios. Esto brinda una excelente oportunidad para evaluar los modelos de formación planetaria en competencia.

Caracterización de TOI-2096

Propiedades Estelares

La estrella TOI-2096 está clasificada como una estrella enana M4. Este tipo de estrella es más pequeña y fría que nuestro Sol. Entender las características de la estrella permite a los científicos obtener información esencial sobre los planetas que orbitan a su alrededor.

Técnicas Observacionales

Para aprender más sobre el sistema TOI-2096, los investigadores utilizaron varias técnicas. Analizaron datos de misiones espaciales como TESS y los combinaron con observaciones de telescopios en la Tierra. Este enfoque ayudó a confirmar la existencia de los planetas y recopilar datos sobre sus tamaños y órbitas.

Fotometría

La fotometría consiste en medir el brillo de la estrella a lo largo del tiempo para detectar las caídas de brillo causadas por los planetas que pasan frente a ella. Este método reveló los períodos orbitales y tamaños de TOI-2096 b y c.

Espectroscopía

La espectroscopía es otra técnica que permite a los científicos analizar la luz emitida por las estrellas. Al estudiar la luz, pueden determinar la temperatura, composición y distancia de la estrella, ofreciendo información sobre el entorno de los planetas.

Validación de la Naturaleza Planetaria

Las señales detectadas en los datos observacionales fueron cuidadosamente examinadas para confirmar que realmente eran causadas por planetas y no por otros fenómenos, como estrellas de fondo. Los investigadores realizaron pruebas estadísticas y tomaron medidas en diferentes bandas espectrales para asegurarse de que las señales de TOI-2096 b y c eran genuinas.

Potencial para Estudios Futuros

El sistema TOI-2096 está posicionado de tal manera que podría permitir estudios más detallados en el futuro. Las características esperadas de los planetas brindarían oportunidades para medir sus masas, lo cual es crítico para entender sus composiciones.

Variaciones en el Tiempo de Tránsito

Dado que TOI-2096 b y c están cerca de una relación orbital específica conocida como la resonancia de movimiento medio 2:1, podrían mostrar variaciones en sus tiempos de tránsito que se pueden medir. Estas mediciones pueden ayudar a determinar las masas de los planetas al observar cómo sus fuerzas gravitacionales se afectan entre sí.

Medidas de Velocidad Radial

Otro método que los científicos podrían utilizar implica medir las velocidades radiales de las estrellas. Esta técnica puede proporcionar más información sobre las masas de los planetas. Sin embargo, TOI-2096 no es muy brillante, lo que hace que estas mediciones sean más desafiantes. Se requerirán telescopios avanzados equipados para objetivos tenues.

Caracterización atmosférica

Uno de los aspectos emocionantes de estudiar pequeños exoplanetas es el potencial de analizar sus atmósferas. Los investigadores creen que TOI-2096 c podría tener un envoltorio gaseoso significativo, lo que lo convierte en un candidato atractivo para estudios atmosféricos.

Telescopio Espacial James Webb

El Telescopio Espacial James Webb está listo para ser una herramienta poderosa para estudiar las atmósferas de exoplanetas, incluidos los del sistema TOI-2096. Al observar los tránsitos de estos planetas, los científicos pueden inferir detalles sobre su composición y condiciones atmosféricas.

Conclusión

El descubrimiento del sistema planetario TOI-2096 abre un nuevo capítulo en la comprensión de cómo se forman y evolucionan los pequeños planetas alrededor de las enanas M. Las posiciones estratégicas de ambos planetas brindan oportunidades para futuros estudios observacionales que podrían proporcionar información valiosa sobre sus composiciones y atmósferas.

A medida que mejoren las técnicas y lleguen telescopios más avanzados, es probable que el sistema TOI-2096 juegue un papel significativo en desentrañar los misterios de la formación de planetas y la diversidad de mundos más allá de nuestro sistema solar.

Fuente original

Título: A super-Earth and a mini-Neptune near the 2:1 MMR straddling the radius valley around the nearby mid-M dwarf TOI-2096

Resumen: Several planetary formation models have been proposed to explain the observed abundance and variety of compositions of super-Earths and mini-Neptunes. In this context, multitransiting systems orbiting low-mass stars whose planets are close to the radius valley are benchmark systems, which help to elucidate which formation model dominates. We report the discovery, validation, and initial characterization of one such system, TOI-2096, composed of a super-Earth and a mini-Neptune hosted by a mid-type M dwarf located 48 pc away. We first characterized the host star by combining different methods. Then, we derived the planetary properties by modeling the photometric data from TESS and ground-based facilities. We used archival data, high-resolution imaging, and statistical validation to support our planetary interpretation. We found that TOI-2096 corresponds to a dwarf star of spectral type M4. It harbors a super-Earth (R$\sim1.2 R_{\oplus}$) and a mini-Neptune (R$\sim1.90 R_{\oplus}$) in likely slightly eccentric orbits with orbital periods of 3.12 d and 6.39 d, respectively. These orbital periods are close to the first-order 2:1 mean-motion resonance (MMR), which may lead to measurable transit timing variations (TTVs). We computed the expected TTVs amplitude for each planet and found that they might be measurable with high-precision photometry delivering mid-transit times with accuracies of $\lesssim$2 min. Moreover, measuring the planetary masses via radial velocities (RVs) is also possible. Lastly, we found that these planets are among the best in their class to conduct atmospheric studies using the James Webb Space Telescope (JWST). The properties of this system make it a suitable candidate for further studies, particularly for mass determination using RVs and/or TTVs, decreasing the scarcity of systems that can be used to test planetary formation models around low-mass stars.

Autores: F. J. Pozuelos, M. Timmermans, B. V. Rackham, L. J. Garcia, A. J. Burgasser, S. R. Kane, M. N. Günther, K. G. Stassun, V. Van Grootel, M. Dévora-Pajares, R. Luque, B. Edwards, P. Niraula, N. Schanche, R. D. Wells, E. Ducrot, S. Howell, D. Sebastian, K. Barkaoui, W. Waalkes, C. Cadieux, R. Doyon, R. P. Boyle, J. Dietrich, A. Burdanov, L. Delrez, B. -O. Demory, J. de Wit, G. Dransfield, M. Gillon, Y. Gómez Maqueo Chew, M. J. Hooton, E. Jehin, C. A. Murray, P. P. Pedersen, D. Queloz, S. J. Thompson, A. H. M. J. Triaud, S. Zúñiga-Fernández, K. A. Collins, M. M. Fausnaugh, C. Hedges, K. M. Hesse, J. M. Jenkins, M. Kunimoto, D. W. Latham, A. Shporer, E. B. Ting, G. Torres, P. Amado, J. R. Rodón, C. Rodríguez-López, J. C. Suárez, R. Alonso, Z. Benkhaldoun, Z. K. Berta-Thompson, P. Chinchilla, M. Ghachoui, M. A. Gómez-Muñoz, R. Rebolo, L. Sabin, U. Schroffenegger, E. Furlan, C. Gnilka, K. Lester, N. Scott, C. Aganze, R. Gerasimov, C. Hsu, C. Theissen, D. Apai, W. P. Chen, P. Gabor, T. Henning, L. Mancini

Última actualización: 2023-03-14 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2303.08174

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.08174

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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