Descubren un nuevo sistema multiplanetario alrededor de una estrella similar al Sol

Un equipo internacional, dirigido por investigadores de Japón y Europa, ha descubierto un nuevo sistema multiplanetario alrededor de una estrella similar al Sol, que incluye un planeta de período ultra-corto con una de las densidades más altas jamás medidas.

Concepción artística del sistema K2-360, que muestra la supertierra ultra-densa K2-360 b (roja) en su órbita extremadamente cercana alrededor de su estrella similar al Sol, con el compañero más distante K2-360 c (azul) en el fondo. Las temperaturas abrasadoras en K2-360 b, que completa una órbita en solo 21 horas, probablemente resultan en una superficie fundida o parcialmente fundida. Crédito: Centro de Astrobiología.

El sistema recién descubierto, denominado K2-360, se encuentra aproximadamente a 750 años luz de la Tierra y está compuesto por dos planetas que se describen de la siguiente manera:

• K2-360 b: Una supertierra de período ultra-corto (un planeta rocoso más grande que la Tierra pero más pequeño que Neptuno) de aproximadamente 1.6 veces el tamaño de la Tierra, que orbita a su estrella cada 21 horas. Con una masa 7.7 veces la de la Tierra, es el planeta mejor caracterizado de su clase y el más denso conocido hasta la fecha.
• K2-360 c: Un planeta exterior más grande, al menos 15 veces más masivo que la Tierra, que orbita cada 9.8 días. Este mundo no ha sido observado transitando su estrella, por lo que su tamaño exacto es desconocido.

«K2-360 b es realmente notable: es tan denso como el plomo, concentrando casi 8 masas terrestres en un cuerpo solo un poco más grande que nuestro planeta», comentó John Livingston, autor principal del estudio publicado en Scientific Reports. «Esto lo convierte en el planeta más denso conocido entre los de período ultra-corto [con parámetros precisos], que orbitan sus estrellas en menos de un día».

El descubrimiento fue posible gracias a la misión K2 de la NASA, que detectó por primera vez al planeta interior transitando frente a su estrella en 2016. Observaciones de seguimiento con telescopios terrestres, incluidos los espectrógrafos HARPS y HARPS-N, confirmaron la naturaleza del planeta y revelaron la presencia de un compañero exterior.

La extrema densidad de K2-360 b sugiere que podría ser el núcleo despojado de un planeta que alguna vez fue más grande, habiendo perdido sus capas exteriores debido a la intensa radiación de su estrella anfitriona cercana.

Visualización de la variación radial de la densidad según nuestro modelo de composición interior para K2-360 b. Crédito: J.H. Livingston et al.

«Este planeta nos da un vistazo del posible destino de algunos mundos cercanos, donde solo quedan los núcleos rocosos y densos después de miles de millones de años de evolución», explicó Davide Gandolfi, coautor del estudio de la Universidad de Turín.

El planeta exterior, K2-360 c, añade más misterio al sistema. Aunque no transita su estrella, su atracción gravitatoria permitió a los investigadores medir su masa mínima. Simulaciones computacionales sugieren que pudo haber desempeñado un papel crucial en la formación y evolución del sistema. Si bien muchos planetas cercanos se cree que migraron hacia el interior por interacciones con el disco de gas natal, K2-360 b probablemente siguió un camino diferente.

«Nuestros modelos dinámicos indican que K2-360 c pudo haber empujado al planeta interior hacia su actual órbita estrecha mediante un proceso llamado migración de alta excentricidad», explicó Alessandro Trani, coautor del estudio del Instituto Niels Bohr. «Esto implica interacciones gravitacionales que inicialmente hacen que la órbita del planeta interior sea muy elíptica, antes de que las fuerzas de marea la redondeen gradualmente cerca de la estrella. Alternativamente, la circularización podría haberse inducido por la inclinación axial del planeta».

El análisis del equipo sugiere que K2-360 b tiene una composición rocosa rica en hierro, más parecida a la Tierra que a Mercurio. Basándose en modelos que consideran las abundancias químicas observadas de la estrella anfitriona, los investigadores estiman que K2-360 b probablemente posee un gran núcleo de hierro que constituye aproximadamente el 48 % de su masa. Esto lo acerca más a ser una «supertierra que un supermercurio, a pesar de su densidad extrema.

«Los modelos de estructura interior indican que K2-360 b probablemente tiene un núcleo sustancial de hierro rodeado por un manto rocoso», detalló Mahesh Herath, coautor y candidato a doctorado en la Universidad McGill. «Su superficie podría estar cubierta de magma debido al intenso calor que recibe de su estrella. Entender planetas como este nos ayuda a reconstruir cómo se forman y evolucionan los planetas terrestres en diferentes condiciones a lo largo de la galaxia».

El descubrimiento del sistema K2-360 ofrece valiosos conocimientos sobre las arquitecturas de los sistemas planetarios y los procesos que los moldean. Los planetas de período ultra-corto como K2-360 b son relativamente raros, y encontrar uno con un compañero exterior masivo ayuda a limitar las teorías sobre su formación.

«K2-360 es un laboratorio excelente para estudiar cómo se forman y evolucionan los planetas en entornos extremos», concluyó Livingston.

Fuente: Centro de Astrobiología. Edición: MP.