Un equipo internacional de astrónomos, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha hallado un sistema exoplanetario formado por varios planetas similares a los del interior del Sistema Solar orbitando alrededor de la estrella cercana L 98-59. Entre ellos se encuentra un planeta con la mitad de la masa de Venus –el exoplaneta de menor masa jamás medido utilizando la técnica de velocidad radial–, un mundo oceánico y un posible planeta en la zona habitable.

El descubrimiento, publicado hoy en Astronomy & Astrophysics, se ha llevado a cabo utilizando datos obtenidos por el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), en Chile, y suponen un paso importante en la búsqueda de vida en planetas del tamaño de la Tierra fuera del Sistema Solar.

El sistema planetario recientemente estudiado, llamado L 98-59 por su estrella, es un objetivo atractivo para futuras observaciones de atmósferas de exoplanetas. Orbita una estrella a solo 35 años luz de distancia y ahora se ha descubierto que alberga planetas rocosos, como la Tierra o Venus, que están lo suficientemente cerca de la estrella como para ser cálidos.

Con la contribución del VLT, el equipo pudo inferir que tres de los planetas pueden contener agua en su interior o en sus atmósferas. Los dos planetas más cercanos a la estrella en el sistema L 98-59 probablemente estén secos, pero pueden tener pequeñas cantidades de agua, mientras que hasta el 30% de la masa del tercer planeta podría ser agua, lo que lo convierte en un mundo oceánico.

Además, el equipo descubrió un cuarto planeta e indicios de un quinto que no habían sido detectados previamente en una zona a la distancia adecuada de la estrella para que exista agua líquida en su superficie. “Tenemos indicios de la presencia de un planeta terrestre en la zona habitable de este sistema”, indica Olivier Demangeon, investigador del Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço de la Universidad de Oporto (Portugal) y autor principal del nuevo estudio.

“El planeta en la zona habitable puede tener una atmósfera que podría proteger y sustentar la vida”, explica María Rosa Zapatero Osorio, investigadora del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) y coautora del trabajo.

El estudio representa un importante avance técnico ya que los astrónomos pudieron determinar, utilizando el método de velocidad radial, que el planeta más interno del sistema tiene solo la mitad de la masa de Venus. Esto lo convierte en el exoplaneta de menor masa jamás medido con esta técnica, que calcula el bamboleo de la estrella causado por el pequeño tirón gravitacional de sus planetas en órbita.

El equipo utilizó el instrumento ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations) del VLT situado en el Observatorio Paranal (Chile) para estudiar L 98-59. “Sin la precisión y estabilidad que proporciona ESPRESSO esta medición no hubiera sido posible –asegura Zapatero Osorio–. Este es un paso adelante en nuestra capacidad para medir las masas de los planetas más pequeños más allá del Sistema Solar”.

Los astrónomos detectaron tres de los planetas de L 98-59 en 2019 utilizando el satélite TESS, de la NASA. Este satélite se basa en una técnica llamada tránsito, donde la caída en la luz proveniente de la estrella causada por un planeta que pasa frente a ella se usa para inferir sus propiedades. Sin embargo, fue solo con la adición de mediciones de velocidad radial realizadas con ESPRESSO y su predecesor HARPS en el telescopio de 3.6m de ESO en el Observatorio de La Silla (Chile), que Demangeon y su equipo pudieron encontrar planetas adicionales y medir las masas y radios de los tres primeros. “Si queremos saber de qué está hecho un planeta, lo mínimo que necesitamos es su masa y su radio”, señala Alejandro Suárez Mascareño, investigador del IAC y coautor del trabajo.

El equipo espera continuar estudiando el sistema con el próximo telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA), y con el Extremely Large Telescope (ELT) de ESO, en construcción en el desierto de Atacama chileno y que comenzará a realizar observaciones en 2027. “El instrumento HIRES en el ELT puede tener el poder de estudiar las atmósferas de algunos de los planetas en el sistema L 98-59, complementando así el JWST desde tierra”, precisa Zapatero Osorio.

La detección de biomarcadores en un exoplaneta depende de la capacidad para estudiar su atmósfera, pero los telescopios actuales no son lo suficientemente potentes por lo que será necesario esperar a esta próxima generación de telescopios, como el TMT o el ELT, para lograrlo en planetas pequeños.

“Este sistema anuncia lo que está por venir”, añade Rafael Rebolo, director del IAC y codirector del proyecto ESPRESSO. “Como sociedad hemos estado persiguiendo planetas terrestres desde el nacimiento de la Astronomía y ahora finalmente nos estamos acercando cada vez más a la detección de un planeta terrestre en la zona habitable de su estrella cuya atmósfera podríamos estudiar”.

Artículo: Olivier D. S. Demangeon, M. R. Zapatero Osorio, et al. “A warm terrestrial planet with half the mass of Venus transiting a nearby star”. Astronomy & Astrophysics. DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202140728

Contacto en el IAC:

- Alejandro Suárez Mascareño: alejandro.suarez.mascareno [at] iac.es (alejandro[dot]suarez[dot]mascareno[at]iac[dot]es)