Un Neptuno caliente inusual se mantiene intacto alrededor de una gigante roja

Un descubrimiento fascinante en el campo de la astronomía es un Neptuno caliente de baja densidad que orbita una estrella gigante roja. Este hallazgo desafía creencias anteriores sobre cómo este tipo de planetas pierden sus atmósferas con el tiempo debido a la intensa radiación de sus estrellas.

Los Neptunos calientes son gigantes gaseosos más pequeños que Saturno. Tienen períodos orbitales cortos, típicamente menos de 10 días, y son raramente encontrados. Los científicos creen que esto se debe principalmente a que la radiación de alta energía de sus estrellas puede arrancar sus capas atmosféricas, a menudo dejando solo núcleos rocosos atrás. Sin embargo, en este caso, hemos encontrado un planeta que parece conservar su atmósfera mucho más tiempo de lo esperado.

#Descubrimiento de TIC 365102760 b

El planeta, conocido como TIC 365102760 b, tiene un radio de aproximadamente 6.2 veces el de la Tierra y una masa 19.2 veces la de nuestro planeta. Transita o pasa frente a su estrella cada 4.21 días. Esta estrella gigante roja ha estado evolucionando con el tiempo y es mucho más vieja que muchas otras estrellas, lo que hace que la baja densidad y alta temperatura del planeta sean sorprendentes. Si consideramos la edad y las condiciones de la estrella, normalmente esperaríamos que TIC 365102760 b hubiera perdido su atmósfera gaseosa hace mucho tiempo.

Los hallazgos inesperados sugieren que la tasa de despojo atmosférico es más lenta de lo que los científicos predecían. Podría deberse a una Actividad Estelar menor a la esperada o a un proceso llamado inflación en etapa tardía, donde el planeta se expande antes de perder su atmósfera. Este planeta demuestra que no todos los Neptunos calientes se comportarán igual y que algunos pueden mantener sus atmósferas más tiempo de lo que se pensaba.

#Resumen de descubrimientos de exoplanetas

En los últimos 30 años, se han descubierto más de 5,000 exoplanetas, lo que ha mostrado lo diferentes que pueden ser los sistemas planetarios. Una observación significativa es que hay muy pocos planetas que se asemejan a Neptuno en tamaño y están ubicados cerca de sus estrellas. Diferentes teorías intentan explicar este patrón, incluyendo interacciones entre las estrellas y los planetas, que pueden afectar cómo evolucionan las atmósferas y cómo se mueven los planetas por el espacio.

Desde el lanzamiento del Satélite de Encuesta de Exoplanetas en Tránsito (TESS) en 2018, se han confirmado más de 100 planetas con períodos orbitales muy cortos. Algunos de estos planetas muestran signos de que sus atmósferas están infladas, mientras que otros se cree que han perdido cantidades significativas de su atmósfera con el tiempo. El estudio de planetas que orbitan estrellas evolucionadas puede ayudar a los científicos a aprender más sobre cuánto tiempo tarda en perderse una atmósfera y cómo funciona este proceso.

#Características de TIC 365102760

La estrella TIC 365102760 se encuentra en la base de la rama de gigantes rojos y fue observada por TESS entre mediados de 2019 y finales de 2022. El análisis inicial de la luz de la estrella reveló un candidato a planeta que tenía un período orbital de aproximadamente 4.2 días y un radio de alrededor de 6.5 veces el de la Tierra. Los datos recolectados ayudaron a determinar la masa, el radio y la edad de la estrella, que se estimó en aproximadamente 7.2 mil millones de años.

Una combinación de curvas de luz y mediciones de velocidad radial confirmaron la presencia de TIC 365102760 b. Las características de este planeta muestran que pertenece al exclusivo grupo de Neptunos calientes. Se calculó que su densidad es de aproximadamente 0.437 gramos por centímetro cúbico, lo cual está entre las más bajas para los Neptunos calientes descubiertos hasta ahora.

#Flujo estelar y pérdida atmosférica

Usando modelos existentes, los científicos pueden determinar la cantidad de energía que el planeta recibe de su estrella, lo cual es crucial para entender la tasa a la que podría perder su atmósfera. Al calcular el flujo estelar a lo largo del tiempo, los investigadores pueden estimar cuánto ha afectado la radiación al planeta y su atmósfera. Para TIC 365102760 b, las predicciones sugieren que debería haber perdido una parte significativa de su atmósfera a lo largo de los años.

Se estima que alrededor del 65% de la masa actual del planeta podría haberse perdido a lo largo de su historia, alineándose con otros modelos. Sin embargo, un cálculo diferente indica que solo alrededor del 24% de su atmósfera podría haberse perdido realmente, lo que sugiere que hay muchos factores a considerar al analizar estos planetas.

#El papel de la actividad estelar

Los modelos existentes también consideran el nivel de actividad de la estrella, que podría ser menor de lo que se pensaba. Las características actuales del planeta podrían indicar que TIC 365102760 b ha experimentado menos erosión atmosférica de lo previsto. Notablemente, las estrellas de masa intermedia como TIC 365102760 tienden a producir radiación más intensa que el Sol. Esto significa que TIC 365102760 b podría estar recibiendo niveles significativos de radiación, pero aún así su atmósfera podría no estar siendo despojada.

Otra posibilidad es que este planeta haya migrado a su posición actual desde una órbita más lejana, donde estaba menos expuesto a la radiación de alta energía. Sin embargo, no hay evidencia que sugiera interacciones recientes con otros planetas en el sistema, lo que podría haber alterado su órbita.

#Pérdida de masa atmosférica

La pérdida de masa atmosférica es un factor crucial para entender cómo evolucionan estos sistemas planetarios con el tiempo. La radiación de alta energía puede despojar eficientemente las capas de gas que rodean un planeta, llevando a una atmósfera que disminuye drásticamente. Sin embargo, TIC 365102760 b parece ser un caso donde no solo ha retenido parte de su atmósfera, sino que probablemente ha sobrevivido a un tratamiento mucho más duro de lo esperado.

La densidad y masa del planeta sugieren que todavía posee una envoltura gaseosa, lo que proporciona una pista de que podría haber tenido una atmósfera mucho más grande en el pasado. Este escenario indica la necesidad de más estudios sobre la historia del planeta y cómo ha soportado la radiación y las pérdidas atmosféricas.

#Inflación planetaria en etapa tardía

Un aspecto crucial que contribuye a la supervivencia del planeta podría involucrar un proceso conocido como inflación en etapa tardía. Esto es cuando un planeta se expande en radio, potencialmente ganando algo de masa atmosférica durante su evolución. Si TIC 365102760 b ha experimentado esta inflación, podría haber compensado la pérdida atmosférica por la radiación estelar.

Algunos modelos pasados que predicen cambios en el radio planetario sugieren que TIC 365102760 b podría tener actualmente un radio más grande de lo esperado para su edad, proporcionando espacio para la retención atmosférica a pesar de recibir altos niveles de radiación.

#Implicaciones para la investigación futura

El descubrimiento de TIC 365102760 b agrega peso significativo a la idea de que no todos los Neptunos calientes pierden sus atmósferas de la misma manera o a las tasas esperadas. Este hallazgo puede informar observaciones y investigaciones posteriores, particularmente respecto a la evolución de planetas gigantes gaseosos alrededor de estrellas evolucionadas.

Al entender mejor cómo las condiciones, como la actividad estelar y los patrones de migración, contribuyen a la retención atmosférica, los astrónomos pueden afinar sus modelos y suposiciones sobre la demografía planetaria.

#Conclusión

El caso de TIC 365102760 b sirve como un recordatorio de la complejidad de los sistemas planetarios. Desafía los modelos existentes y anima a los científicos a replantearse cómo perciben la retención de atmósferas en Neptunos calientes. La observación continua y la investigación serán necesarias para descubrir más secretos sobre este fascinante planeta y otros similares.

Encontrar más Neptunos calientes de baja densidad alrededor de estrellas evolucionadas podría revelar más información sobre cómo diferentes factores afectan las atmósferas. Entender estas interacciones ayudará a aclarar cómo se forman y evolucionan distintos tipos de planetas, llevando a una visión más completa de los sistemas planetarios en nuestro universo.