Gliese 486 b, el planeta terrestre millor estudiat fora del sistema solar

L'anàlisi detallada, dirigida per astrònoms del Centre d'Astrobiologia (CAB, CSIC-INTA), es publica avui a la revista Astronomy & Astrophysics

L'IEEC participa en aquest estudi mitjançant investigadors de l'Institut de Ciències de l'Espai (ICE-CSIC) i de l'Observatori del Montsec (OdM-IEEC)

Gràcies a les dades acuradament obtingudes amb un conjunt d'instruments i telescopis espacials, un equip d'astrònoms ha pogut modelar l'interior i estimar les mides relatives del nucli (metàl·lic) i del mantell (rocós) de l'exoplaneta Gliese 486 b (GJ486 b), descobert el 2021. L'anàlisi, que apareix avui a la revista Astronomy & Astrophysics, és tan detallada que ha permès investigar aspectes científics no estudiats fins al moment.

Mitjançant l'ús d'instruments i projectes com CARMENES, CHARA, CHEOPS, el telescopi espacial Hubble, MAROON-X i TESS, l'equip —dirigit per l'investigador José A. Caballero, del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA)— també ha fet prediccions sobre la composició de l'atmosfera del planeta i la seva detectabilitat amb el telescopi espacial James Webb, que aviat apuntarà el seu mirall segmentat cap al sistema planetari. L'Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) participa en el projecte a través d’investigadors a l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC) i a l'Observatori del Montsec (OdM-IEEC).

El Consorci CARMENES, un equip alemany-espanyol d'astrònoms, va trobar el 2019 l'exoplaneta que més s'assembla a la Terra. No obstant això, aquest exoplaneta no transita (és a dir, no passa per davant de la seva estrella vist des del sistema solar) i, per tant, no se’n pot determinar bé el radi. Encara que la majoria no són habitables, els planetes en trànsit són més interessants per als astrònoms perquè permeten investigar les seves atmosferes i, només en el cas dels sistemes planetaris més propers al Sol, els seus interiors.

«Les propietats del planeta es deriven de les de l’estrella amfitriona. L’estudi de l’estrella utilitzant diferents telescopis i tècniques ha permès derivar-ne el seu radi i la seva composició i, per tant, les del planeta amb una precisió molt alta», diu Juan Carlos Morales, investigador de l’IEEC a l’ICE-CSIC. I afegeix: «Això fa que aquest sistema sigui un objectiu molt valuós per a futurs estudis amb el telescopi espacial James Webb».

El mateix Consorci CARMENES, en col·laboració amb equips internacionals dels EUA, va trobar tres dels vuit sistemes més propers amb aquest tipus de planetes en trànsit, l'últim anunciat amb prou feines la setmana passada.

Per a Caballero, «Gliese 486 b s'ha convertit en la pedra Rosetta de l'exoplanetologia: al sistema solar, tenim els planetes terrestres Mercuri, Venus, la Terra i Mart. Ara, el cinquè planeta terrestre més ben estudiat de l'univers és Gliese 486 b». Tot i això, encara que també és un dels planetes en trànsit més propers que es coneixen, suposant que viatgés sempre a un 10 % de la velocitat de la llum, una sonda trigaria 260 anys a arribar a GJ486 b.
 

Recreació artística de la hipotètica atmosfera i l’estructura interna de l’exoplaneta Gliese 486 b.
Crèdit: RenderArea.

Gliese 486 b i el futur de la ciència dels exoplanetes

El resultat més important del treball publicat avui són les oportunitats que ofereix a futurs estudis. Futurs estudis com la formació de camps magnètics planetaris al nucli exterior metàl·lic líquid, ja que GJ486 b sembla tenir-ne un, com la nostra Terra. Aquests camps magnètics podrien actuar com a escut davant de les tempestes originades a l'hoste estel·lar i evitar l'erosió de l'atmosfera.

Seria aquesta atmosfera primitiva i feta d'hidrogen i heli? O estaria feta de diòxid de carboni i vapor d'aigua procedent d'erupcions volcàniques? Té Gliese 486 b tectònica?

I encara que GJ486 b sembla massa calent per ser habitable, a causa de la seva caracterització precisa i exacta, pot convertir-se en el primer (i únic, de moment) planeta sobre el qual podem formular aquestes preguntes. Fa tot just uns anys, intentar buscar-hi una resposta era ciència-ficció!

Cal recordar que el primer exoplaneta al voltant d'una estrella de tipus solar, 51 Pegasi b, es va descobrir el 1995. Des de llavors, cada any, els astrònoms descobreixen exoplanetes cada cop menys massius, cada cop més propers i més semblants a la Terra.

Sobre CARMENS i els altres instruments utilitzats

Per a dur a terme l'estudi, els científics van utilitzar l'instrument CARMENES (Calar Alt high-Resolution search for M warfs with Exoearths with Near-infrared and optical Échelle Spectrographs), un espectrògraf òptic i en l'infraroig proper d'alta resolució construït en col·laboració per diverses institucions de recerca espanyoles i alemanyes. El consorci CARMENES està format per onze institucions de recerca d'Espanya i Alemanya. El seu objectiu és monitoritzar unes 350 estrelles nans vermells a la recerca d'indicis de planetes de baixa massa utilitzant un espectrògraf muntat al telescopi de 3,5 m de diàmetre de l'Observatorio de Calar Alt (Espanya).

També van obtenir observacions espectroscòpiques amb l'instrument MAROON-X del telescopi nord de 8,1 m de diàmetre de l'Observatori Gemini (Hawaï, EUA) i amb l'instrument STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) a bord del telescopi espacial Hubble. Les observacions fotomètriques per deduir la mida del planeta procedeixen de les sondes espacials CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite) de l'ESA i TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA. El radi de l'estrella es va mesurar amb el conjunt CHARA (Center for High Angular Resolution Astronomy) de l'Observatori del Mont Wilson (Califòrnia, EUA).

Participació del telescopi Joan Oró de l'Observatori del Montsec

Un altre conjunt important d'observacions utilitzades en aquest estudi es van realitzar des de diversos telescopis robòtics de mida petita. Aquestes observacions consisteixen en el seguiment perllongat de la variabilitat de la brillantor de l'estrella per mesurar-ne el període de rotació, que és una informació essencial per caracteritzar adequadament el senyal del planeta GJ486 b.

«El telescopi Joan Oró va proporcionar més d'1 any de mesures fotomètriques per a aquest estudi, que van permetre determinar un període de rotació de 50 dies per a GJ486», comenta Kike Herrero, investigador de l'IEEC i Director Tècnic de l'Observatori del Montsec (OdM-IEEC). El telescopi Joan Oró, situat a l'OdM, a Sant Esteve de la Sarga (Lleida, Espanya), és un telescopi robòtic de 80 cm de diàmetre gestionat per l'IEEC.

Nota de premsa elaborada en col·laboració amb l'Oficina de Comunicació del Centre d'Astrobiologia (CAB, CSIC-INTA) i la resta del consorci CARMENES.

Imatge Principal

Gliese 486 b
Peu d’imatge: Recreació artística de l'exoplaneta Gliese 486 b amb els valors derivats de la seva massa, radi i densitat.
Crèdit: RenderArea.

Enllaços

– IEEC
– ICE
– CAB
– CARMENES
 
Més informació

Aquesta recerca es presenta en un article titulat «A detailed analysis of the Gl 486 planetary system», de Caballero, J.A. et al., que apareix publicat a la revista Astronomy & Astrophysics el 22 de juny del 2022.

L’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) promou i coordina la recerca i el desenvolupament tecnològic espacial a Catalunya en benefici de la societat. L’IEEC fomenta les col·laboracions tant a nivell local com mundial, i és un eficient agent de transferència de coneixement, innovació i tecnologia.  Com a resultat de 25 anys de recerca d’alta qualitat, duta a terme en col·laboració amb les principals organitzacions internacionals, l’IEEC es troba entre els millors centres d’investigació internacionals centrats en àrees com: l’astrofísica, la cosmologia, les ciències planetàries i l’observació de la Terra. La divisió d’enginyeria de l’IEEC desenvolupa instrumentació per a projectes terrestres i espacials, i té una àmplia experiència treballant amb organitzacions privades i públiques del sector aeroespacial així com altres sectors d’innovació.   

L’IEEC és una fundació privada sense ànim de lucre regida per un Patronat compost per la Generalitat de Catalunya i unes altres quatre institucions amb una unitat científica cadascuna, que en conjunt constitueixen el nucli de l’activitat d’I+D de l’IEEC: la Universitat de Barcelona (UB) amb la unitat científica ICCUB – Institut de Ciències del Cosmos; la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) amb la unitat científica CERES – Centre d’Estudis i Recerca Espacials; la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) amb la unitat científica CTE – Grup de Recerca en Ciències i Tecnologies de l’Espai; i el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) amb la unitat científica ICE – Institut de Ciències de l’Espai. L’IEEC és un centre CERCA (Centres de Recerca de Catalunya).

Contactes
Oficina de Comunicació de l'IEEC
Barcelona, Espanya
Ana Montaner i Rosa Rodríguez
Correu electrònic: comunicacio@ieec.cat 

Autor Principal a l’IEEC
Barcelona, Espanya
Juan Carlos Morales
Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)
Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC)
Correu electrònic: morales@ieec.cat, morales@ice.csic.es