El sistema estelar GJ 357

Por Daniel Marín, el 1 agosto, 2019. Categoría(s): Astronomía • Exoplanetas ✎ 26

Recientemente celebrábamos el primer año de observaciones científicas del satélite TESS de la NASA y, , coincidiendo con el aniversario, se ha anunciado el descubrimiento de nuevos sistemas con exoplanetas. Uno de ellos es GJ 357, un sistema estelar formado por al menos tres planetas localizado a 31 años luz en la constelación de Hidra. En realidad, TESS solamente ha descubierto uno de los planetas, mientras que los otros dos han sido detectados por telescopios terrestres. El pasado febrero TESS descubrió mediante el método del tránsito GJ 357 b, un mundo con un tamaño 1,22 veces el de la Tierra y con un periodo de tan solo 1,93 días. A pesar de poseer una órbita muy cercana a su estrella, la temperatura de equilibrio de GJ 357 b es de solo 250 ºC, caliente, sí, pero no tanto como uno pudiera imaginar dado el breve periodo de traslación del planeta. Esto es posible porque GJ 357, también conocida como Gliese 357 o L 678-39, es una pequeña estrella enana roja (tipo M2,5) relativamente fría, con una temperatura superficial que es más o menos la mitad del Sol.

Recreación del sistema GJ 357 (NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith).

Pero lo interesante es que GJ 357 está excepcionalmente cerca del sistema solar. Esta cercanía hace de GJ 357 el objetivo ideal para poder ser observado por instrumentos terrestres. Y así lo ha hecho un grupo internacional de investigadores con el español Rafael Luque (IAC) a la cabeza. Este grupo ha podido confirmar la presencia de GJ 357 b de forma independiente y, de paso, detectar dos nuevos planetas, GJ 357 c y GJ 357 d. Lo interesante del caso es que los nuevos planetas no han sido detectados mediante el método del tránsito, sino por velocidad radial. Por este motivo podemos conocer la densidad de GJ 357 b (que es de unos 5,6 gramos por centímetro cúbico) y la masa mínima de los mundos c y d, que es de 3,4 y 6,1 masas terrestres, respectivamente. Otro punto de interés es que GJ 357 d está situado en la zona habitable de la estrella.

Interpretación artística de GJ 357 d (NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith).

Eso sí, GJ 357 d se halla en la parte exterior de la zona habitable, con un periodo de 55,7 días, por lo que recibe aproximadamente la misma energía de su estrella que Marte del Sol. Su temperatura de equilibrio es de unos —53 ºC, así que sin una atmósfera que proporcione algo de efecto invernadero, no sería habitable. Sea como sea, con unas 6 masas terrestres, GJ 357 b bien podría ser un minineptuno o un planeta océano en vez de un mundo rocoso. Para saber de qué tipo de mundo se trata deberíamos conocer su tamaño y determinar así su densidad, pero desgraciadamente este planeta, al igual que GJ 357 c, parece que no transita (que sepamos). Los modelos apuntan a que su radio estaría entre 1,75 y 2,4 veces el de la Tierra, en el límite para un mundo rocoso.

Estimación de la densidad de GJ 357 b (Luque et al.).

Para llevar a cabo estos descubrimientos se han usado telescopios situados en varios observatorios, como los de Calar Alto (España), Las Campanas (Chile) o Keck (Hawái). En concreto, el observatorio de Calar Alto ha participado con el espectrógrafo CARMENES, especializado en la búsqueda de exoplanetas alrededor de enanas rojas. El elevado brillo de la estrella y su cercanía hacen de GJ 357 uno de los objetivos primordiales para ser estudiado por los futuros telescopios, especialmente el ELT y el James Webb. Con un poco de suerte estos instrumentos podrán detectar atmósferas en estos mundos y estudiar su composición. Y es que GJ 357 es un claro ejemplo de la nueva dinámica que ha puesto en marcha el satélite TESS: una vez detectado un exoplaneta —o varios— alrededor de una estrella relativamente brillante, los observatorios terrestres serán capaces de recabar más datos sobre el nuevo sistema estelar, pudiendo descubrir nuevos planetas o confirmarlos mediante el método de la velocidad radial.

Características del sistema GJ 357 (Luque et al.).

Referencias:

  • http://www.iac.es/divulgacion.php?op1=16&id=1599
  • https://www.ucm.es/fisica_de_la_tierra_y_astrofisica/notas-de-prensa-2019-07-31-gj-357-bcd
  • https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/forth/aa35801-19.pdf
  • https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/confirmation-of-toasty-tess-planet-leads-to-surprising-find-of-promising-world
  • https://arxiv.org/pdf/1907.13215.pdf


26 Comentarios

  1. Jeje, Daniel, ya no se pone uno al día con tanto planeta nuevo, como bien dijiste hace poco. Es el tercer sistema con tránsitos, más cercano. Aunque referido en conjunto con el planeta en la zona habitable, puede que sí. Los más cercanos con tránsitos son HD219134b y el que desbancó a este, LTT1445Ab.

  2. Cada día una nueva sorpresa. El retorno científico de estas misiones “caza-planetas” es enorme!
    Ahora… si estando a 31 años luz estaría a tiro del JWST para poder analizar la composición de su atmósfera, entonces ¿Analizar a Próxima b será pan comido? ¿o el mal carácter de Próxima juega en contra?

  3. Estamos a punto de analizar atmósferas de exoplanetas! La próxima década puede ser más emocionante que los 60! Después de 50 años, la humanidad se pone en posición de salir de la cuna y también empezar a observar los planetas de los sistemas solares cercanos.
    Espero que Eureka de un modo u otro siga siendo este ágora para los hispanoablantes.

    1. Yo también lo creo…la próxima década puede ser la mejor en exploración y ciencia espacial de la historia…y cada vez de forma más global…

      Creo que en 10 años nos sorprenderemos de lo que ha cambiado todo en este sector…y si esperamos que Daniel, siga este Oasis de sabiduría, para contarnos todas estas novedades en detalles…

      1. ¿Qué sería de nuestras simples vidas de mortales sin tener a Daniel a través del blog, twitter y Radio Skylab? Estaríamos perdidos en un mar de incertidumbres debido a todo el conocimiento sobre el espacio que quedaría fuera de nuestros vagos e ignorantes encéfalos.

  4. Es alucinante como a evolucionado nuestro conocimiento del cosmos apenas hacé 20 años la idea de localizar exoplanetas era comparable a hablar de estudiar los ovnis y ahora se habla de estudiar su amofera para buscar vida es impresionante espero que las próximas décadas sean estupendas en este campo 🤩
    PD : que se sabe de la vela solar que lanzó el Falcon hevy sigue funcionando , alcanzó su órbita,se desplegó exitosamente??🤔

    1. A mi me encantaría que se hiciera una red de satélites para hacer interferometría en el espacio. Quizás podríamos llegar a ver algún detalle de los planetas. Pero no espero en vida poder verlo. Quizás en la luna.

      1. Por desgracia la NASA casi ha abandonado todos los planes de interferometría espacial y vuelo en formación. Sólo debe quedar una investigación residual.
        Mi única esperanza es con antenas, en el milimétrico-submilimétrico. Pero aquí, aunque tenemos el poder de resolución, nos falta la sensibilidad para la detección (y me temo que para lograr la sensibilidad nos haría falta una cantidad desorbitada de antenas)
        Además, antes de los planetas van las estrellas. Cuando sea rutina en un futuro espero que no demasiado lejano, tener imágenes interferométricas de las estrellas, entonces se empezará a empujar los medios y la tecnología para visualizar planetas, sea cual sea la longitud de onda que primero sea más asequible.

    2. Los de la sociedad planetaria dijeron que ha sido un éxito, tanto el despliegue como la confirmación de que la vela había conseguido elevar la órbita del cubesat. O algo así me pareció entender.

  5. Me parece alucinante que hayamos podido localizar planetas por estos métodos del tránsito y la velocidad radial pero sobre todo que haya miles de sistemas, incluso más cercanos, con planetas habitables más prometedores que los ya encontrados. ¿No habrá hasta planetas con una masa terrestre y casi la misma composición atmosférica? Yo me imagino atmósfera parecidas en el sentido que puede ser irse a un altiplano en cualquier cordillera de la Tierra y ponerse algún tipo de respirador para compensar la falta de oxígeno. vamos que, podremos vivir en colonias tal cual lo hemos soñado siempre.
    Lo más triste es que nosotros no lo veremos, estamos en pañales amigos. Ni en la prehistoria de Fundación. jejejjeje.

    1. Prefiero la Guia del Autoestopista Galactico. Es mas barata y tiene en la portada “NO SE ASUSTE” en letras grandes.

      Con esa masa seguro que sera un planeta en el mejor de los casos con una atmosfera muy densa, al estilo de TRAPPIST-1f. Al menos tenemos muchas estrellas donde buscar.

      1. Yo ayer flipaba en colores consultando los sistemas más cercanos en el catálogo de la Encyclopaedia. Filtraba los que tienen tránsitos a menos de 10 parsec y me salían tres sistemas pero al meter lo mismo con los descubiertos por velocidades radiales ya me salían más de 30 sistemas. Algunos con varios planetas. Y seguro que todavía quedan muchos por descubrir. A fin de cuentas al menos hay 350 estrellas en un rango de 10 parsec de distancia y se dice que todavía no hemos descubierto todas…
        http://www.solstation.com/stars/pc10.htm
        http://exoplanet.eu/catalog/all_fields/

  6. Hola Daniel. Por qué se asocia que tenga un periodo de traslación breve con el hecho de que no sea excesivamente caliente?
    No entiendo la relación. Gracias.

    1. Es al revés. Un periodo orbital corto significa que el planeta está muy cerca de su estrella y por tanto es muy caliente. Lo que pasa es que en las estrellas M, como son tan pequeñas, aunque el periodo orbital sea corto el planeta no es de los de lava fundida infernales y esas cosas. Por eso dice: “caliente, sí, pero no tanto como uno pudiera imaginar dado el breve periodo de traslación del planeta.”

      1. Entiendo que el planeta está muy cerca de su estrella, pero al ser ésta de tipo M ( poco “energética” comparado con otras) no está excesivamente caliente. Pero si el periodo de traslación en vez de 1,93 días fuera, por poner un ejemplo, 8 días, ¿estaría más caliente?. Eso es lo que yo entiendo del artículo, y es la relación que no comprendo.

        1. Nuevamente lo estás imaginando al revés. Cuanto mayor es el periodo de traslación del planeta, más lejos está de las estrella! y por tanto más frío es (o mejor dicho, menos caliente es).
          Daniel sólo está diciendo que al ser una estrella pequeña, por ejemplo comparado con el Sol, un periodo tan corto no se traslada automáticamente en un mundo supercaliente.
          El planeta tiene una temperatura de equilibrio de 250º C. Si orbitara cada 1.93 días a una estrella de tipo solar probablemente estaría a un par de miles de grados o así. Es esa la comparativa. Y si orbitara cada 8 días, como indicas en tu ejemplo, pues lo mismo está a menos de 200º C (por decir algo)

        2. La relación es tan obvia que me da toda la impresión de que tu duda es más profunda de lo que aparenta. Veamos, pues…

          El periodo de traslación del planeta es el año del planeta, o sea, es el tiempo que demora el planeta en transitar una órbita completa en torno a su estrella.

          Ese tiempo está expresado en unidades terrestres, así pues un año del planeta GJ357b es un periodo de tiempo que podemos expresar como 166.752 segundos o, más fácil, 1,93 días… días terrestres, claro está.

          Lo demás es mecánica orbital super básica. Tenemos 3 variables: la estrella, el planeta, y la órbita del planeta en torno a la estrella. Para simplificar, digamos que la órbita es una circunferencia en vez de una elipse. Ahora, si modificamos sólo la tercera variable, es obvio que…

          1) Cuanto más amplia sea la órbita… más tiempo le insume al planeta transitar dicha circunferencia, vale decir, mayor es su periodo de traslación.

          2) Cuanto mayor sea el periodo de traslación, vale decir, cuanto más amplia sea la órbita… mayor es la distancia entre el planeta y la estrella.

          3) Cuanto mayor sea la distancia entre el planeta y la estrella… menor es la radiación que el planeta recibe de su estrella, vale decir, el planeta será más frío.

          Por ejemplo, si movemos la Tierra a la órbita de Marte, ahora la Tierra será más fría por estar más lejos del Sol, y el período de traslación será de 687 días (un año marciano) en vez de 365 días (un año terrestre).

          Y viceversa, si movemos la Tierra a la órbita de Mercurio, ahora la Tierra será más caliente por estar más cerca del Sol, y el período de traslación será de 88 días (un año mercuriano) en vez de 365 días (un año terrestre).

          Ahora, si modificamos sólo la primera variable, por ejemplo, cambiando al Sol por una estrella de igual masa y tamaño pero más fría… es obvio que en la Tierra hará más frío.

          Mis disculpas si todo esto ha sonado a perogrullada, pero, como dije al comienzo, me pareció que aquí había dudas más básicas por despejar.

          Saludos.

        3. Muchas gracias Pochimax y Pelau por las respuestas. Ahora lo he entendido. Si la órbita del planeta tarda en completarse 1,93 días, no puede tardar 8 con esa cercanía a su estrella. Si tardase 8 días, necesariamente tiene que orbitar más lejos. Mecánica orbital pura.

  7. Lo que me sorprende es como ha cambiado la percepción que tenemos de los “sistemas solares”
    Esos mundos tan flasheros… Fijate un planeta con esos “años” y tan cercanos …. Una locura fisicamente hablando.
    pensar que aca tenemos quizas a Mercurio y Venus que se salen de la norma con sus dias y años extraños. Y aún asi ni nos acercamos a la “rareza” de los otros sistemas.
    Fijate que este planeta con un período anual de menos de 2 dias nos parece algo completamente normal hoy dia y hace 20 años seria dificil de digerir para la comunidad científica.
    Tan cierta la frase de “mas de lo que podemos imaginar”

  8. La astronomía es maravillosa. Ahora sabemos mucho más que hace apenas diez años y es seguro que mucho menos de lo que sabremos en diez años más. Y cada conocimiento abre puertas a más y más conocimientos. Ser astrónomo hoy debe ser mucho más interesante que hace 50 años. Y nuevos telescopios abren más posibilidades. Envidio a los astrónomos. Esos muchachos parecen estar viviendo el momento justo en el lugar justo. Son los mirones del sexo del universo. Los porno stars vienen rezagados. Los aeroespaciales. Je.

    1. eduardoalfredon: no sabes bien lo estupendo que nos lo pasamos. Soy el astrónomo responsable de CARMENES, y de las publicaciones de GJ 357 b,c,d, Teegargen’s b,c, Barnard’s b… Estaba actualizando la lista de planetas de CARMENES https://carmenes.caha.es/ext/science/index.html#anchor:planets, me he encontrado esta “naukada” del compañero Daniel y me la he leído hasta el final porque parece no haber trolls. Solo dos comentarios: OCHO de los DIEZ primeros autores del artículo de Luque et al. (2009) somos de CARMENES, así que no os creeáis eso de “NASA discovers…”; Gj 357 b,c,d son *made in Europe*. El otro comentario: nos lo pasamos estupendo excepto cuando nuestro contrato temporal se termina con 40 años, un equipo de casi 200 personas depende de ti, y te tienes que ir a trabajar a Alemania (otra vez). Ya he vuelto a España, pero esas circunstancias no se ven en los artículos, ¿verdad?.

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