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Articulo de referencia

CoRoT-7b

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Coordenadas : 06 h 43 m 49.0 s , −01° 03′ 46.0″Mapa del cielo

CoRoT-7b (anteriormente llamado CoRoT-Exo-7b ) [ 4 ] [ 5 ] es un exoplaneta que orbita la estrella CoRoT-7 en la constelación de Monoceros , a 520 años luz (159 pársecs ) [ 6 ] de la Tierra . Fue detectado por primera vez fotométricamente por la misión CoRoT, liderada por Francia , y se informó en febrero de 2009. [ 1 ] Hasta el anuncio de Kepler-10b en enero de 2011, era el exoplaneta más pequeño cuyo diámetro se había medido, con 1,58 veces el de la Tierra (lo que le daría un volumen de aproximadamente 3,94 veces el de la Tierra) y el primer planeta extrasolar terrestre potencial en ser encontrado. El exoplaneta tiene un período orbital muy corto , girando alrededor de su estrella anfitriona en aproximadamente 20 horas. [ 2 ]

La combinación del diámetro del planeta derivado de los datos de tránsito con la masa del planeta derivada de las mediciones de velocidad radial significa que la densidad de CoRoT-7b es aproximadamente la misma que la de la Tierra; por lo tanto, CoRoT-7b es un planeta terrestre como la Tierra y no un gigante gaseoso como Júpiter . Las observaciones de velocidad radial de CoRoT-7 también detectaron una segunda supertierra , CoRoT-7c , que tiene una masa 8,4 veces mayor que la de la Tierra y orbita cada 3,7 días a una distancia de 6,9 ​​millones de km (0,046 UA; 4,3 millones de millas) .     

Descubrimiento

Representación artística de la enana amarilla en tránsito CoRoT-7b CoRoT-7

CoRoT-7b fue descubierto observando la disminución periódica de la magnitud aparente de su estrella madre , causada por el tránsito del planeta frente a la estrella, vista desde la Tierra. La medición de esta disminución de brillo, junto con una estimación del tamaño de la estrella, permite calcular el tamaño del planeta. (Véase Método de tránsito ). La misión espacial CoRoT observó la estrella CoRoT-7 , en el campo estelar LRa01, desde el 15 de octubre de 2007 hasta el 3 de marzo de 2008. Durante este período, se registraron 153 señales de tránsito periódicas de 1,3 h de duración con una profundidad de 3,4 × 10⁻⁴ . Tras 40 días de adquisición de datos, el algoritmo de la tubería en modo de alarma detectó la señal superficial de CoRoT-7b, iniciando las observaciones de seguimiento desde tierra para obtener una confirmación de la naturaleza planetaria del objeto en tránsito.

El descubrimiento de CoRoT-7b se anunció un año después, el 3 de febrero de 2009, durante el Simposio CoRoT 2009 en París . [ 1 ] Se publicó en un número especial de la revista Astronomy and Astrophysics dedicado a los resultados de CoRoT. [ 7 ]

Masa

Tras la detección de CoRoT-7b en la curva de luz, las observaciones de seguimiento realizadas con una red de telescopios terrestres descartaron casi por completo la posibilidad de una detección falsamente positiva. [ 8 ] Posteriormente, se utilizó el espectrógrafo HARPS para medir la masa de CoRoT-7b mediante el método de velocidad radial . La intensa actividad de la estrella anfitriona, que perturba las mediciones de velocidad radial, dificultó la determinación de la masa.

El artículo de descubrimiento, de Queloz et al. , [ 9 ] pesó el planeta en aproximadamente 4,8 masas terrestres , lo que le dio una densidad de 5,6 ± 1,3 g cm⁻³ , similar a la de la Tierra. El valor se obtuvo mediante un procedimiento de preblanqueamiento y descomposición armónica. También se infirió que había un segundo planeta no transitorio en el sistema, CoRoT-7c , con un período orbital de 3,7 días.

Un segundo artículo, de Hatzes et al. , [ 10 ] empleando análisis de Fourier, informó una masa probable de 6,9 ​​masas terrestres para CoRoT-7b, y encontró indicios de la presencia de un tercer planeta en el sistema, CoRoT-7d , con una masa similar a la de Neptuno y un período orbital de 9 días.

Pont et al. [ 11 ] evidencian errores sistemáticos mayores de lo declarado en las mediciones de HARPS, estimando que CoRoT-7b tiene entre una y cuatro masas terrestres. La confirmación de la velocidad radial del planeta también se encuentra en terreno inestable, con una detección tentativa de tan solo 1,2 sigma de certeza.

Boisse et al. [ 12 ] empleando un ajuste simultáneo de la actividad estelar y las señales planetarias en los datos de velocidad radial, calculan para CoRoT-7b una masa de 5,7 masas terrestres, aunque con una incertidumbre muy grande.

El equipo de CoRoT publicó entonces un segundo artículo sobre la masa de CoRoT-7b, [ 13 ] eliminando la actividad estelar mediante el análisis únicamente de datos de velocidad radial para los que se tomaron múltiples mediciones en una noche determinada. El planeta tiene un peso de 7,42 masas terrestres, lo que da como resultado una densidad media de 10,4 ± 1,8 g cm −3 , mucho mayor que la de la Tierra y similar a la del segundo planeta rocoso descubierto, Kepler-10b .

Un estudio reciente de Ferraz-Mello et al. [ 14 ] mejoró el método utilizado en el artículo del descubrimiento, al reducir la amplitud de las velocidades radiales inducidas de los planetas. Reporta para CoRoT-7b una masa mayor, de 8 masas terrestres, en concordancia con el segundo artículo publicado por el equipo de CoRoT. Por lo tanto, CoRoT-7b podría ser rocoso con un gran núcleo de hierro y una estructura interna más parecida a la de Mercurio que a la de la Tierra.

Observaciones del Spitzer

Una validación independiente de CoRoT-7b como planeta se obtiene mediante el seguimiento realizado con el telescopio espacial Spitzer . Sus observaciones confirmaron los tránsitos del planeta, con la misma profundidad, en longitudes de onda diferentes a las observadas por CoRoT. [ 15 ] Los datos permiten validar CoRoT-7b como un planeta genuino con un alto grado de confianza, independientemente de los datos de velocidad radial ruidosos.

Características

Impresión artística de CoRoT-7b. Crédito: ESO /L. Calzada.

La masa de CoRoT-7b es algo incierta, de 6,06 ± 0,65 M 🜨 , [ 3 ] mientras que su radio y período orbital se conocen bien a partir de la fotometría de CoRoT : orbita muy cerca de su estrella (1/23 de la distancia del Sol a Mercurio [ 16 ] ) con un período orbital de 20 horas, 29 minutos y 9,7 segundos y tiene un radio de 1,58 radios terrestres. [ 17 ] CoRoT-7b tenía la órbita más corta de cualquier planeta conocido en el momento de su descubrimiento. [ 18 ]

Debido a la alta temperatura, puede estar cubierto de lava . [ 4 ] La composición y densidad del planeta, aunque débilmente restringidas, hacen que CoRoT-7b sea probablemente un planeta rocoso , como la Tierra. Podría pertenecer a una clase de planetas que se cree que contienen hasta un 40% de agua (en forma de hielo y/o vapor) además de roca. [ 19 ] Sin embargo, el hecho de que se haya formado tan cerca de su estrella madre puede significar que está empobrecido en volátiles . [ 20 ] Existe una fuerte posibilidad de que la rotación del planeta esté acoplada por mareas al período orbital, de modo que las temperaturas y las condiciones geológicas en los lados del planeta que miran hacia la estrella y en dirección opuesta pueden ser drásticamente diferentes. El trabajo teórico sugiere que CoRoT-7b podría ser un planeta ctónico (los restos de un planeta similar a Neptuno del que se ha eliminado gran parte de la masa inicial debido a la proximidad a su estrella madre). [ 21 ] [ 22 ] Otros investigadores lo ponen en duda y concluyen que CoRoT-7b siempre fue un planeta rocoso y no el núcleo erosionado de un gigante gaseoso o de hielo, [ 23 ] debido a la corta edad del sistema estelar.

Cualquier desviación de la circularidad de su órbita (debido a la influencia de la estrella anfitriona y los planetas vecinos) podría generar una intensa actividad volcánica similar a la de Io , a través del calentamiento por mareas . [ 24 ]

Se ha publicado un estudio detallado de las propiedades extremas de CoRoT-7b [ 25 ] , concluyendo que, a pesar de la incertidumbre sobre su masa, el planeta tiene una composición similar a la de la Tierra. La extrema proximidad a la estrella debería impedir la formación de una atmósfera significativa , con el hemisferio diurno tan caliente como el filamento de tungsteno de una bombilla incandescente, lo que resultaría en la formación de un océano de lava . Los investigadores proponen denominar a esta nueva clase de planetas, siendo CoRoT-7b el primero de ellos, " planetas con océano de lava ".

Modelo del interior

Vista artística de CoRoT-7b.

Suponiendo un planeta de 5 masas terrestres, se modeló que el planeta tiene convección en el manto con un núcleo pequeño que no supera el 15% de la masa del planeta, o 0,75 M 🜨 . El manto inferior por encima del límite núcleo-manto tiene una convección más lenta que el manto superior porque la mayor presión hace que los fluidos se vuelvan más viscosos. La temperatura del manto superior convectivo es diferente de un lado del planeta al otro con diferencias de temperatura laterales para los hundimientos de hasta varios cientos de kelvin. Sin embargo, la temperatura del ascenso no se ve afectada por los hundimientos y las variaciones de temperatura superficial. En el lado permanentemente diurno del planeta con rotación sincrónica, donde la temperatura superficial es alta por estar continuamente expuesta a su sol, la superficie participa en la convección, lo que es la evidencia de que toda la superficie de este hemisferio está cubierta de océanos de lava. En el lado nocturno permanente, la superficie es lo suficientemente fría para la formación de la corteza con lagos de lava sobre el manto convectivo con vulcanismo intenso . El lado diurno del planeta tiene celdas de convección más grandes que el lado nocturno. [ 26 ] Los investigadores también investigaron el estado físico del interior de CoRoT-7b, [ 27 ] indicando como probable un núcleo de hierro sólido, por lo que un campo magnético autogenerado debería estar ausente en el planeta.

Posible atmósfera

Debido a las altas temperaturas en el lado iluminado del planeta y la probabilidad de que todos los volátiles de la superficie se hayan agotado, la vaporización de la roca de silicato puede haber producido una atmósfera tenue (con una presión cercana a 1 Pa o 10 −2 mbar a 2500 K [2230 °C; 4040 °F] ) compuesta predominantemente de sodio , O 2 , O y monóxido de silicio , así como cantidades menores de potasio y otros metales. [ 16 ] [ 20 ] [ 28 ] El magnesio (Mg), el aluminio (Al), el calcio (Ca), el silicio (Si) y el hierro (Fe) pueden precipitarse desde dicha atmósfera en el lado diurno del planeta en forma de partículas de minerales, como enstatita , corindón y espinela , wollastonita , sílice y óxido de hierro (II) , que se condensarían a altitudes inferiores a 10 km (6,2 mi) . El titanio (Ti) puede agotarse (y posiblemente el hierro de manera similar) al ser transportado hacia el lado nocturno antes de condensarse como perovskita y geikielita . [ 20 ] El sodio (y en menor medida, el potasio), al ser más volátil, estaría menos sujeto a condensación en nubes y dominaría las capas exteriores de la atmósfera. [ 16 ] [ 20 ] Las observaciones realizadas con el espectrógrafo UVES en CoRoT-7b dentro y fuera del tránsito, buscando líneas de emisión y absorción originadas en la exosfera del planeta, no detectaron ninguna característica significativa. [ 29 ] Las líneas espectrales de calcio (Ca I, Ca II) y sodio (Na), esperadas para un planeta similar a Mercurio , están ausentes o por debajo de los límites de detección, e incluso las líneas de emisión esperadas de la actividad volcánica, debido a las fuerzas de marea ejercidas por la gravedad de la estrella cercana, no se encontraron. La falta de detecciones concuerda con el trabajo teórico citado anteriormente, [ 25 ] que apunta a una atmósfera sin nubes compuesta de vapores rocosos con una presión muy baja. A partir de los datos disponibles, los científicos solo pueden inferir que CoRoT-7b no se parece a ninguno de los planetas rocosos de la     Sistema Solar .

Véase también

Referencias

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