Descubrimiento masivo de exoplanetas COCONUTS: planeta gigante a solo 35 años luz de la Tierra

_{Ilustración del planeta gigante gaseoso COCONUTS-2b. Crédito: B. Bays (SOEST / UH)}

Los astrónomos han descubierto miles de exoplanetas, planetas más allá de nuestro sistema solar, pero pocos han sido fotografiados directamente porque son extremadamente difíciles de ver con los telescopios existentes. Un estudiante graduado del Instituto de Astronomía (IfA) de la Universidad de Hawai’i superó las probabilidades y descubrió un exoplaneta directamente fotografiado, y es el más cercano a la Tierra jamás encontrado, a una distancia de solo 35 años luz.

_{Durante la pandemia, Zhang se reunió con otros investigadores en Zoom para discutir el descubrimiento.}

Utilizando la encuesta COol Companions ON Ultrawide orbiTS (COCONUTS), el estudiante graduado de IfA Zhoujian Zhang y un equipo de astrónomos, Michael Liu y Zach Claytor (IfA), William Best (Universidad de Texas en Austin), Trent Dupuy (Universidad de Edimburgo) y Robert Siverd (Observatorio Gemini / Laboratorio Nacional de Investigación de Astronomía Óptica-Infrarroja) identificó un planeta aproximadamente seis veces la masa de Júpiter. La investigación del equipo, publicada en The Astrophysical Journal Letters , llevó al descubrimiento del planeta gigante gaseoso de baja temperatura que orbita una estrella enana roja de baja masa, unas 6.000 veces más lejos de lo que la Tierra orbita al Sol. Llamaron al nuevo sistema planetario COCONUTS-2 y al nuevo planeta COCONUTS-2b.

_{El exoplaneta tiene aproximadamente seis veces la masa del planeta Júpiter.}

“Con un planeta masivo en una órbita de separación súper ancha, y con una estrella central muy fría, COCONUTS-2 representa un sistema planetario muy diferente al de nuestro propio sistema solar”, explicó Zhang. La encuesta COCONUTS ha sido el foco de su tesis doctoral recientemente completada, cuyo objetivo es encontrar compañeros de amplia separación alrededor de estrellas de todos los tipos diferentes cerca de la Tierra.

_{IfUn estudiante de posgrado Zhoujian Zhang}

El calor atrapado ayuda a detectar el planeta

COCONUTS-2b es el segundo exoplaneta con imágenes más frío encontrado hasta la fecha, con una temperatura de solo 320 grados Fahrenheit, que es un poco más fría de lo que la mayoría de los hornos usan para hornear galletas. Se pueden obtener imágenes del planeta directamente gracias a la luz emitida producida por el calor residual atrapado desde la formación del planeta. Aún así, la producción de energía del planeta es más de un millón de veces más débil que la del Sol, por lo que el planeta solo puede detectarse utilizando luz infrarroja de menor energía.

«Detectar y estudiar directamente la luz de los planetas gigantes gaseosos alrededor de otras estrellas es normalmente muy difícil, ya que los planetas que encontramos generalmente tienen órbitas de separación pequeña y, por lo tanto, están enterrados en el resplandor de la luz de su estrella anfitriona», dijo Liu, la tesis de Zhang. tutor. «Con su enorme separación orbital, COCONUTS-2b será un gran laboratorio para estudiar la atmósfera y la composición de un joven planeta gigante gaseoso».

El planeta fue detectado por primera vez en 2011 por el satélite Wide-field Infrared Survey Explorer, pero se creía que era un objeto que flotaba libremente, que no orbitaba una estrella. Zhang y sus colaboradores descubrieron que, de hecho, está unido gravitacionalmente a una estrella de baja masa, COCONUTS-2A, que tiene aproximadamente un tercio de la masa del Sol y unas 10 veces más joven.

_{IfUn astrónomo Michael Liu}

La oscuridad prevalece

Debido a su órbita de amplia separación y su fría estrella anfitriona, los cielos de COCONUTS-2b se verían dramáticamente diferentes para un observador allí en comparación con los cielos de la Tierra. La noche y el día se verían básicamente iguales, con la estrella anfitriona apareciendo como una estrella roja brillante en el cielo oscuro.

El descubrimiento de Zhang ha alimentado su deseo de continuar explorando exoplanetas, enanas marrones y estrellas. El aspirante a astrónomo se graduó de IfA este verano y comenzará su investigación postdoctoral en el otoño de 2021, con el ex alumno de IfA Brendan Bowler, profesor de astronomía en la Universidad de Texas en Austin.

Referencia: «El segundo descubrimiento del programa COCONUTS: un exoplaneta frío de órbita amplia alrededor de una enana M de campo joven a 10,9 pc» por Zhoujian Zhang, Michael C. Liu, Zachary R. Claytor, William MJ Best, Trent J. Dupuy y Robert J. Siverd, 28 de julio de 2021, The Astrophysical Journal Letters .