ESPRESSO y CARMENES descubren dos exotierras en la zona habitable de una estrella cercana al Sol

Un equipo científico internacional ha hallado dos planetas de tipo terrestre en órbita alrededor de la estrella GJ 1002, una enana roja situada a menos de dieciséis años luz del Sistema Solar. Ambos planetas se encuentran en la zona de habitabilidad de la estrella, y su cercanía los sitúa como candidatos idóneos para estudios atmosféricos. El hallazgo ha sido posible gracias a los espectrógrafos ESPRESSO (ubicado en el Very Large Telescope, en Chile) y CARMENES, situado en el telescopio de 3.5 metros del Observatorio de Calar Alto y codesarrollado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC). También ha contado con datos fotométricos del Observatorio de Sierra Nevada, perteneciente al IAA-CSIC, imprescindibles para la confirmación de candidatos a planetas.

“La naturaleza parece empeñada en demostrarnos que los planetas terrestres son muy habituales. Con estos dos, ya conocemos siete en sistemas planetarios muy cercanos al Sol”, apunta Alejandro Suárez Mascareño, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) que encabeza el trabajo.

Ambos planetas presentan masas similares a la de la Tierra y se encuentran en la zona de habitabilidad de su estrella, o la región en la que las condiciones de presión y temperatura permitirían la existencia de agua líquida en superficie. GJ 1002 b, el planeta interior, tarda poco más de diez días en completar una órbita a su estrella. Por su parte, GJ 1002 c necesita poco más de veintiún días.

GJ 1002 es una enana roja de apenas un octavo de la masa del Sol. Al tratarse de una estrella fría y débil, su zona de habitabilidad se halla muy cerca de la estrella. “Estas estrellas son muy interesantes por lo frías que son; se trata de un tipo de objetos que buscamos explorar a fondo con el brazo infrarrojo de CARMENES y con MARCOT, una instalación astronómica modular para espectroscopia de alta resolución que se está desarrollando en el Observatorio de Calar Alto”, señala Pedro J. Amado, investigador del IAA-CSIC que coordinó el desarrollo de CARMENES y que participa en el hallazgo.

Concepción artística del sistema planetario en torno a GJ 1002. Crédito: Alejandro Suárez Mascareño e Inés Bonet Márquez (IAC).

La cercanía de la estrella hace que los dos planetas, en especial GJ 1002 c, sean excelentes candidatos para caracterizar sus atmósferas analizando la luz que reflejan o su emisión térmica. Por ejemplo, el futuro espectrógrafo ANDES, que se ubicará en el Telescopio Extremadamente Grande (ESO) y en cuyo desarrollo participan el IAC y el IAA-CSIC, podrá estudiar la presencia de oxígeno en la atmosfera de GJ 1002 c. Ambos planetas, además, cumplen con las características para convertirse en objetivos de la futura misión espacial LIFE, actualmente en fase de estudio.

Los instrumentos clave: EXPRESSO Y CARMENES

Debido a su baja temperatura, GJ 1002 es demasiado débil en luz visible para que la mayoría de espectrógrafos puedan medir las pequeñas oscilaciones que los planetas producen en la estrella, o sus variaciones en velocidad radial. El descubrimiento ha sido posible gracias a una colaboración entre los consorcios de ESPRESSO y CARMENES.

GJ 1002 fue observada por CARMENES entre 2017 y 2019, y entre 2019 y 2021 por ESPRESSO. El diseño de CARMENES, mucho más extendido hacia el rojo que otros espectrógrafos enfocados a velocidad radial, le permitió estudiarla desde el telescopio de 3.5 metros de Calar Alto. Por su parte, la combinación de ESPRESSO y el poder de captación de luz del Very Large Telescope permitieron obtener medidas con una precisión de apenas treinta centímetros por segundo, inalcanzables para casi cualquier otro instrumento en el mundo. Finalmente, las medidas fotométricas obtenidas desde el Observatorio de Sierra Nevada (OSN, IAA-CSIC) permitieron confirmar las detecciones. “Cualquiera de los dos grupos habría tenido muchas dificultades si hubiera afrontado este trabajo de forma independiente. Juntos pudimos llegar mucho más lejos de lo que lo habríamos hecho por separado“, concluye Alejandro Suárez Mascareño (IAC).

*Imagen de portada: Comparación de tamaños de los dos planetas descubiertos. Crédito: NASA y Alejandro Suárez Mascareño (IAC).