Kepler-10c

Kepler-10c es un exoplaneta que orbita la estrella de tipo G ^{[ 1 ]} Kepler-10 , ubicada a unos 608 años luz de distancia en Draco . Su descubrimiento fue anunciado por el equipo del telescopio espacial Kepler en mayo de 2011, aunque ya se lo consideraba un posible planeta desde enero de 2011, cuando se descubrió Kepler-10b . El equipo confirmó la observación utilizando datos del telescopio espacial Spitzer de la NASA y una técnica llamada BLENDER que descartó la mayoría de los falsos positivos . Kepler-10c fue el tercer planeta en tránsito confirmado estadísticamente (basado en la probabilidad en lugar de la observación real), después de Kepler-9d y Kepler-11g . El equipo de Kepler considera que el método estadístico que condujo al descubrimiento de Kepler-10c será necesario para confirmar muchos planetas en el campo de visión de Kepler. ^{[ 1 ]}

Kepler-10c orbita su estrella anfitriona cada cuarenta y cinco días a un cuarto de la distancia promedio entre el Sol y la Tierra . Las observaciones iniciales mostraron que tiene un radio más del doble que el de la Tierra y sugirieron una mayor densidad, lo que sugiere una composición principalmente rocosa con alrededor del 5-20% de hielos en masa. ^{[ 5 ] [ 1 ] [ 7 ]} En comparación, los océanos de la Tierra representan solo el 0,02% de la masa total de la Tierra, ^{[ 8 ]} con una cantidad adicional potencialmente varias veces mayor almacenada en el manto . ^{[ 9 ]} Sin embargo, en 2017, un análisis más cuidadoso utilizando datos de HARPS y HIRES reveló que Kepler-10c no es un planeta terrestre grande, sino un planeta típico rico en volátiles de aproximadamente siete masas terrestres. ^{[ 10 ] [ 6 ]}

En enero de 2011, se confirmó que el planeta Kepler-10b, que orbitaba muy cerca de la estrella Kepler-10, se encontraba en su órbita después de que las mediciones de su comportamiento de tránsito (donde cruza frente a Kepler-10, atenuándola periódicamente) y un efecto de velocidad radial detectado en el espectro de Kepler-10 proporcionaran la información necesaria para demostrar que, en efecto, era un planeta. ^{[ 1 ]} Se detectó una atenuación adicional de período más largo en el espectro de Kepler-10, lo que sugería la existencia de un segundo planeta en el sistema; sin embargo, persistía la posibilidad de que esta señal tuviera alguna otra causa y que el evento de tránsito fuera un falso positivo . ^{[ 1 ]} Los intentos de medir los efectos de velocidad radial de este objeto, entonces denominado KOI 072.02, resultaron infructuosos; por lo tanto, para descartar escenarios de falsos positivos, el equipo de Kepler utilizó una técnica llamada BLENDER. ^{[ 1 ]}

La aplicación de BLENDER se complementó con el uso del instrumento IRAC del Telescopio Espacial Spitzer , que se utilizó el 30 de agosto y el 15 de noviembre de 2010 para definir con mayor precisión la curva de luz de Kepler-10 en el punto donde KOI 072.02 parecía transitarla. Se descubrió que el objeto en tránsito no producía color, un aspecto característico de las estrellas. Esto sugirió aún más que KOI 072.02 era un planeta. ^{[ 1 ]} Además, el instrumento IRAC no encontró diferencias en la señal de tránsito al comparar la curva de luz de la estrella en el infrarrojo y en la luz visible; las estrellas alineadas con Kepler-10 podrían parecer visualmente similares, pero se verían diferentes en el infrarrojo. ^{[ 11 ]}

El telescopio de 3,5 m del Observatorio WIYN se utilizó para la obtención de imágenes de moteado el 18 de junio de 2010; además, la cámara PHARO del telescopio de 5 m del Observatorio Palomar se utilizó por sus capacidades de óptica adaptativa . Estas observaciones, combinadas con las observaciones del espectro de Kepler-10 tomadas desde el Observatorio WM Keck , descartaron la posibilidad de que la luz de una estrella cercana estuviera corrompiendo el espectro observado de Kepler-10 y creando los resultados que habían llevado a los astrónomos a creer que existía un segundo planeta en la órbita de Kepler-10. Todas estas posibilidades, con la excepción de que dicha estrella existiera exactamente detrás o delante de Kepler-10, fueron descartadas efectivamente; incluso con esto, el equipo de Kepler descubrió que si una estrella estuviera realmente alineada con Kepler-10 vista desde la Tierra, dicha estrella probablemente no sería una estrella gigante . ^{[ 1 ]}

Con un mayor grado de certeza, el equipo de Kepler comparó los modelos formados con BLENDER con las observaciones fotométricas recopiladas por el satélite Kepler. La técnica BLENDER permitió descartar la mayoría de las alternativas, incluyendo, notablemente, la de los sistemas estelares triples . BLENDER también permitió determinar que, si bien todos los modelos que representan estrellas triples jerárquicas (un sistema binario entre una estrella simple y una estrella doble) pueden asemejarse a la curva de luz de Kepler-10, las observaciones de seguimiento mencionadas anteriormente los habrían detectado todos. Las únicas combinaciones posibles que quedaban tras descartar las estrellas triples jerárquicas eran determinar si la curva se debía a la interferencia de una estrella de fondo o a la órbita de un planeta en tránsito. ^{[ 1 ]}

Las comparaciones de KOI 072.02 con los otros 1235 objetos de interés de Kepler en el campo de visión de Kepler permitieron a los astrónomos utilizar modelos que llevaron a la confirmación de KOI 072.02 como planeta con un alto grado de certeza. KOI 072.02 fue renombrado entonces como Kepler-10c. ^{[ 1 ]} La confirmación del planeta se anunció en la reunión de Boston de la Sociedad Astronómica Estadounidense el 23 de mayo de 2011. ^{[ 2 ]}

Kepler-10c fue el primer objetivo de Kepler observado con Spitzer, con la esperanza de detectar una caída de tránsito leve en la curva de luz. En el momento del descubrimiento de Kepler-10c, Spitzer era el único instrumento capaz de detectar tránsitos leves en los datos de Kepler con la suficiente precisión como para que estos pudieran analizarse de forma significativa. El planeta fue también el tercer planeta en tránsito validado mediante un análisis de datos estadísticos (en lugar de una observación directa), después de los planetas Kepler-9d y Kepler-11g . ^{[ 1 ]} En el artículo de confirmación de Kepler-10c, el equipo de Kepler explicó cómo una gran fracción de los planetas en el campo de visión de Kepler se confirmarían de esta manera estadística. ^{[ 11 ]}

Kepler-10 es una estrella de tipo G ubicada a 187 pársecs (608 años luz ) de la Tierra. Tiene 0,895 masas solares y 1,056 radios solares , lo que la hace ligeramente menos masiva que el Sol, pero aproximadamente del mismo tamaño.

Con una temperatura efectiva de 5627 K , Kepler-10 es más fría que el Sol. La estrella también es pobre en metales y mucho más antigua: su metalicidad se mide en [Fe/H] = −0,15 (un 29 % menos de hierro que en el Sol de la Tierra). Kepler-10 tiene una edad medida de aproximadamente 10.600 millones de años. ^{[ 3 ]}

Kepler-10 tiene una magnitud aparente de 11,2, lo que significa que la estrella es invisible a simple vista desde la Tierra. ^{[ 3 ]}

Kepler-10c es el más externo de los dos planetas conocidos de Kepler-10, completando una órbita alrededor de la estrella cada 45,29485 días a una distancia de 0,2407 UA. El planeta interior, Kepler-10b, es un planeta rocoso ^{[ 1 ]} que orbita cada ~0,8 días a una distancia de 0,01684 UA . ^{[ 4 ]} La temperatura de equilibrio de Kepler-10c se estima en 584 K, casi cuatro veces más caliente que la de Júpiter. La inclinación orbital del planeta es de 89,65º, o casi de canto con respecto a la Tierra y a Kepler-10. Se han observado tránsitos en puntos donde Kepler-10c ha pasado por delante de su estrella anfitriona. ^{[ 4 ]}

Inicialmente se pensó que Kepler-10c tenía una masa de entre 15 y 19 veces la de la Tierra. Con un radio de tan solo 2,35 (entre 2,31 y 2,44) veces el de la Tierra (y, por lo tanto, un volumen entre 12 y 15 veces mayor), se creía improbable que contuviera cantidades significativas de hidrógeno o helio , ya que una atmósfera rica en hidrógeno, desgasificada o acumulada, se habría perdido durante los 10.600 millones de años de vida del sistema Kepler-10. En cambio, se creía que su composición era principalmente rocosa, con una fracción de agua del 5 al 20 % en masa. Se pensaba que la mayor parte de esta agua probablemente se encontraba en forma de fases de "hielo caliente" a alta presión. ^{[ 5 ] [ 7 ]} Sin embargo, en julio de 2017, un análisis más cuidadoso de los datos de HARPS-N y HIRES mostró que Kepler-10c era mucho menos masivo de lo que se pensaba originalmente, en cambio alrededor de 7,37 (6,18 a 8,69) M _🜨 con una densidad media de 3,14 g/cm ³ . En lugar de una composición principalmente rocosa, la masa de Kepler-10c determinada con mayor precisión sugiere un mundo hecho casi en su totalidad de volátiles, principalmente agua. ^{[ 6 ]}

• 55 Cáncer y
• Kepler-10b
• Kepler-20b
• Mega-Tierra , una clase propuesta de exoplaneta que originalmente incluía a Kepler-10c.