Dentro del proyecto SPECULOOS, liderado por la Universidad de Lieja con una sólida participación de miembros del Instituto de Astrofísica de Andalucía – CSIC, se ha descubierto una exotierra, un planeta de tamaño similar al de la Tierra, orbitando alrededor de una estrella enana ultrafría. Este tipo de estrellas, con un tamaño similar al de Júpiter, son hasta diez veces menos masivas y mil veces menos luminosas que nuestro Sol.

«Debido a su baja luminosidad, su esperanza de vida es cien veces más larga que la de nuestra estrella, y serán las últimas estrellas en brillar cuando el universo se vuelva frío y oscuro», explica Fran Pozuelos, responsable de la participación del IAA-CSIC dentro del consorcio Speculoos, y uno de los coautores del trabajo publicado hoy en Nature Astronomy.

Aunque son las estrellas más comunes en el universo, aún se comprenden poco, especialmente en lo que respecta a su población planetaria, a pesar de que esta representa una fracción significativa del número de planetas existentes en nuestra galaxia. «De hecho, es uno de los escasos sistemas planetarios descubiertos alrededor de este tipo de estrellas hasta la fecha», destaca Pozuelos.

El lado oscuro de Speculoos-3b

La exotierra recién descubierta, denominada SPECULOOS-3b, está ubicada aproximadamente a 55 años luz de distancia y tiene un tamaño prácticamente idéntico al de la Tierra. Su órbita alrededor de su estrella tiene un período de alrededor de 17 horas, y se cree que rota de manera síncrona, es decir, siempre mostrando un mismo lado a su estrella progenitora, mientras que el otro permanece en perpetua oscuridad.

Tres de los investigadores del IAA-CSIC participantes. De izquierda a derecha: Pedro Amado, Fran Pozuelos y Roberto Varas. Imagen: Celia Navas (IAA-CSIC).

En concreto, la exotierra detectada orbita alrededor de la estrella SPECULOOS-3, la cual tiene una temperatura promedio de 2600°C, siendo dos veces más fría que nuestro Sol. Debido a su proximidad con la estrella, el planeta recibe casi dieciséis veces más energía por segundo que lo que recibe la Tierra del Sol. «Esto, junto con el bombardeo constante de radiación de alta energía, hace que la presencia de una atmósfera alrededor del planeta sea muy improbable», señala Julien de Wit, profesor en el MIT y co-director del Observatorio del Norte de SPECULOOS y de su telescopio Artemis, co-desarrollado por la Universidad de Lieja y el MIT, y uno de los principales telescopios empleados en este descubrimiento.

El proyecto Speculoos

El proyecto SPECULOOS (acrónimo en inglés de Search for Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars), liderado por el astrónomo Michaël Gillon de la Universidad de Lieja, tiene como objetivo principal la búsqueda de exoplanetas alrededor de estrellas enanas ultrafrías cercanas. Para ello, emplea una red dedicada de telescopios robóticos profesionales que permiten la observación continua de este tipo de estrellas durante semanas, con el fin de detectar posibles planetas en tránsito.

“Diseñamos SPECULOOS específicamente para detectar planetas en estrellas enanas ultrafrías. – detalla Gillon- “En 2017, nuestro prototipo descubrió el famoso sistema planetario TRAPPIST-1, compuesto por siete planetas del tamaño de la Tierra, varios de ellos potencialmente habitables. Fue un gran comienzo”. El consorcio SPECULOOS está gestionado conjuntamente por las Universidades de Lieja, Cambridge, Birmingham, Berna, MIT y ETH Zürich, y en el que participan otras instituciones científicas, entre ellas el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).

Además de los telescopios pertenecientes a la red SPECULOOS, la estrella SPECULOOS-3 fue monitorizada por una serie de otros telescopios, incluido el de 1.5 metros del Observatorio de Sierra Nevada (OSN), perteneciente al IAA-CSIC. Este telescopio se utilizó para realizar observaciones fotométricas de seguimiento y confirmar el tránsito, así como su naturaleza acromática.

Recreación artística del sistema SPECULOOS 3b. Imagen: Lionel García (Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, NY, USA).

Especialmente relevantes fueron  las observaciones espectroscópicas registradas con el instrumento CARMENES, ubicado en el Observatorio de Calar Alto en Almería (CAHA) y científicamente gestionado por el IAA-CSIC. «CARMENES es un instrumento diseñado específicamente para la detección de exotierras alrededor de estrellas frías utilizando el método de velocidades radiales. “Las precisas observaciones de SPECULOOS-3 obtenidas con CARMENES fueron fundamentales para confirmar la naturaleza planetaria del tránsito observado», declara Pedro Amado, Co-IP del instrumento CARMENES.

Próximos pasos 

SPECULOOS-3b es un excelente candidato para futuros estudios con el JWST, el telescopio espacial lanzado en 2021 cuyas observaciones están transformando nuestra comprensión del cosmos. «Con el JWST podríamos incluso estudiar la composición de la superficie del planeta», declara Elsa Ducrot, investigadora del Observatorio de París y participante en el descubrimiento.

«Este hallazgo evidencia la capacidad de SPECULOOS para detectar exoplanetas similares a la Tierra, los cuales sirvan de objetivos para futuros estudios más detallados. Y esto es solo el principio. Pronto, dos nuevos telescopios, Orion y Apolo, se unirán a Artemis en el Observatorio del Teide en Tenerife como parte de la red SPECULOOS, con el fin de acelerar la búsqueda de estos fascinantes planetas», concluye Michaël Gillon, autor principal del artículo.

Referencia:  

‘An Earth-sized exoplanet ripe for emission spectroscopy with JWST in orbit around a nearby ultracool dwarf star’. Nature Astronomy

*Imagen de portada: Recreación artística del sistema SPECULOOS 3b. Imagen: Lionel García (Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, NY, USA).