WASP-193b

WASP-193b es un planeta gigante gaseoso caliente en tránsito ubicado aproximadamente a 1232 años luz (378 pc) de distancia ^{[ 4 ]} en la constelación de Hydra , orbitando la estrella de tipo F WASP-193. Su descubrimiento fue realizado por el estudio de tránsito WASP-South y anunciado en 2023. El planeta es extremadamente inflado, con un radio casi un 50% mayor que el de Júpiter , a pesar de tener solo el 14% de su masa. Esto sitúa su densidad en0,059  g/cm³ ^, el segundo más bajo de cualquier exoplaneta conocido hasta mayo de 2024 después de Kepler-51d , y comparable al del algodón de azúcar (aproximadamente0,05  g/cm³ ⁾ .

El planeta fue descubierto en julio de 2023 por un equipo de astrónomos liderado por Khalid Barkaoui, investigador de la Universidad de Lieja , a partir de datos de observación tomados por WASP (Wide Angle Search for Planets) entre 2006 y 2008 y entre 2011 y 2012. ^{[ 1 ] [ 5 ]} Es uno de los cientos descubiertos en la misión WASP, que utiliza fotometría de tránsito para encontrar exoplanetas, observando el oscurecimiento de una estrella causado por el tránsito astronómico de planetas que pasan frente a ella. ^{[ 1 ] [ 4 ]}

El descubrimiento fue posteriormente confirmado fotométricamente por TRAPPIST-South , SPECULOOS-South y la misión TESS , así como a través de observaciones espectroscópicas por HARPS y el espectrógrafo CORALIE del telescopio suizo Leonhard Euler de 1,2 metros . ^{[ 1 ]}

Debido a la masa inusualmente baja de WASP-193b (y, por lo tanto, a su débil atracción gravitatoria ) para un planeta de su tamaño, las observaciones iniciales no lograron detectar señales de velocidad radial en los espectros de WASP-193. Por ello, se necesitaron cuatro años para recopilar datos suficientes que permitieran determinar la existencia de una señal de masa proveniente del planeta. ^{[ 5 ] [ 1 ] [ 6 ]}

El planeta orbita una estrella de secuencia principal de color blanco amarillento llamada WASP-193. La estrella tiene una masa de1.059+0,067 −0,068M _☉ , un radio de1,239 ± 0,028 R _☉ y una luminosidad de1,87+0,18 −0,16L _☉ . Tiene una temperatura superficial de 6078 K (5805 °C; 10481 °F) y es4,4 ± 1,9 mil millones de años. ^{[ 1 ]} En comparación, el Sol tiene 4,6 mil millones de años, ^{[ 7 ]} tiene una temperatura de 5772 K (5499 °C; 9930 °F) y un tipo espectral G2V. ^{[ 8 ]} La magnitud aparente de la estrella es 12,134, ^{[ 2 ]} lo que la hace demasiado débil para ser vista desde la Tierra a simple vista, ^{[ 9 ]} pero visible usando un telescopio de apertura de 60 mm . ^{[ 10 ]}

El planeta orbita alrededor de la estrella a una distancia de tan solo 0,0676 UA (10.110.000 km), ^{[ 1 ]} más de cinco veces más cerca que Mercurio del Sol (0,3871 UA ^{[ 11 ]} ). Como resultado, WASP-193b recibe aproximadamente 410 veces más irradiancia que la constante solar (es decir, la cantidad de energía recibida del sol por área dada a una distancia de 1 UA ), lo que sitúa su temperatura de equilibrio en unos abrasadores 1.254 K (981 °C; 1.798 °F), ^{[ 1 ]} lo suficientemente caliente como para fundir plata . ^{[ a ]} ​​Debido a su exposición a la intensa radiación estelar, las capas superiores de la atmósfera del planeta se están desprendiendo a una tasa de 1,8 × 10¹⁰ – 4,3 × 10¹¹ g por segundo, dependiendo del nivel de flujo ultravioleta extremo . ^{[ 13 ]}

WASP-193b tiene un radio de 1,464 R _J (104 664  km ; 16,41 R _🜨 ), ^{[ 1 ]} lo que significa que el planeta es aproximadamente 3,1 veces más voluminoso que Júpiter. ^{[ b ]} A pesar de su enorme tamaño, el planeta solo tiene una masa de 0,139 M _J (44,2 M _🜨 ; 2,58 veces la de Neptuno ), lo que lo convierte en un super-Neptuno , ^{[ 1 ]} que normalmente tiene menos de la mitad del radio (5-7 R _🜨 ^{[ 14 ]} ). Por lo tanto, se estima que la densidad del planeta es de tan solo0,059  g/cm³ ^—muy por debajo del valor típico observado en los gigantes gaseosos (0,2–2  g/cm³ ⁾ , y menos de una décima parte de la de Saturno (0,687  g/cm³ ^{[ 15 ] )} , el planeta menos denso del Sistema Solar . ^{[ 1 ]} A mayo de 2024, solo otro planeta, el planeta superesponjoso Kepler-51d (0,046 ± 0,009  g/cm³ ^{[ 16 ] )} , se sabe que tiene una densidad menor. ^{[ 6 ] [ 17 ]} Debido a esto, ambos planetas a menudo se comparan con algodón de azúcar (alrededor de0,05  g/cm³ ⁾ en cobertura de medios. ^{[ 6 ] [ 18 ]}

Se cree que la mayor parte del radio del planeta está ocupada por una atmósfera hinchada compuesta predominantemente de hidrógeno y helio , pero aún se desconoce cómo podría existir un planeta tan grande y ligero, algo que los modelos clásicos de evolución de gigantes gaseosos no logran explicar. ^{[ 1 ] [ 6 ] [ 5 ]} Suponiendo que la edad del planeta sea de 4,4 Gyr , un modelo teórico ^{[ 19 ]} publicado en 2007 sobre los radios de planetas con edades comprendidas entre 1,0 y 4,5 Gyr con una masa central de 0–10 M _🜨 calcula que su radio es de 0,9–1,1 R _J . ^{[ 1 ]} Otro modelo, ^{[ 20 ]} publicado en 2013 y derivado del análisis de 35 exoplanetas con un peso inferior a 150 R _🜨 , da un valor de0,82 ± 0,14 R _J . ^{[ 1 ]} Los cálculos utilizando un modelo de 2018 ^{[ 21 ]} basado en datos de 286 Júpiter calientes con masas y radios conocidos predicen que el radio es1,1 ± 0,1 R _J . ^{[ 1 ]} Todos estos modelos se quedan muy por debajo del valor medido de 1,464 R _J , ^{[ 1 ]} que, según los cálculos del modelo, solo puede mantenerse durante unas pocas decenas de millones de años, mucho menos que la edad de la estrella anfitriona, lo que sugiere la presencia de otros mecanismos previamente no considerados en juego. ^{[ 1 ]}

Se dice que la investigación sobre el planeta WASP-193b, de brillo anómalo, será crucial para comprender la evolución de los planetas inflados que no pueden explicarse mediante las teorías convencionales de evolución planetaria. Debido a la gran profundidad de tránsito , la densidad extremadamente baja y la alta temperatura de equilibrio del planeta, se considera un objetivo primordial para las observaciones de fotometría de transmisión del Telescopio Espacial James Webb . ^{[ 1 ]}

• Otros planetas gigantes con densidades igualmente bajas:
  • Kepler-51 b, c, d : tres planetas superesponjosos del tamaño de Júpiter.
  • WASP-17b , HAT-P-67b : planetas esponjosos que se encuentran entre los exoplanetas más grandes a pesar de tener masas similares a las de Saturno.