El observatorio espacial de la ESA Cheops, para la caracterización de exoplanetas, confirmó la existencia de cuatro exoplanetas cálidos que orbitan alrededor de cuatro estrellas en nuestra Vía Láctea. Estos exoplanetas tienen tamaños entre la Tierra y Neptuno y orbitan sus estrellas más cerca que Mercurio respecto a nuestro Sol.
Cheops, construido por Airbus en Madrid y en cuya misión participan ocho empresas españolas, fue lanzado el 18 de diciembre de 2018.
Los llamados mini-Neptunos descubiertos son diferentes a cualquier planeta en nuestro Sistema Solar y proporcionan un «eslabón perdido» entre los planetas similares a la Tierra y Neptuno que aún no se comprende. Los mini-neptunos se encuentran entre los tipos más comunes de exoplanetas conocidos, y los astrónomos están comenzando a encontrar más y más estrellas brillantes en órbita.
Los mini-Neptunos son objetos misteriosos. Son más pequeños, más fríos y más difíciles de encontrar que los llamados exoplanetas calientes de Júpiter que se han encontrado en abundancia. Mientras que los Júpiter calientes orbitan su estrella en cuestión de horas o días y normalmente tienen temperaturas superficiales de más de 1000°C, los mini-Neptunos cálidos tardan más en orbitar sus estrellas anfitrionas y tienen temperaturas superficiales más frías de solo alrededor de 300 °C.
La primera señal de la existencia de estos cuatro nuevos exoplanetas fue encontrada por la misión TESS de la Nasa. Sin embargo, esta nave espacial solo miró durante 27 días a cada estrella. Se detectó un indicio de un tránsito, la atenuación de la luz cuando un planeta pasa frente a su estrella desde nuestro punto de vista, para cada estrella. Durante su misión extendida, TESS volvió a visitar estas estrellas y se volvió a ver el mismo tránsito, lo que implica la existencia de planetas.
Los científicos calcularon los períodos orbitales más probables y apuntaron a Cheops a las mismas estrellas en el momento en que esperaban que los planetas transitaran. Durante este procedimiento aleatorio, Cheops pudo medir el tránsito de cada uno de los exoplanetas, confirmando su existencia, descubriendo sus verdaderos períodos orbitales y dando el siguiente paso en su caracterización.
Los cuatro planetas recién descubiertos tienen órbitas de entre 21 y 53 días alrededor de cuatro estrellas diferentes. Su descubrimiento es esencial porque acerca nuestra muestra de exoplanetas conocidos a las órbitas más largas que encontramos en nuestro propio Sistema Solar.
Una de las preguntas pendientes sobre los mini-Neptunes es de qué están hechos. Los astrónomos predicen que tienen un núcleo rocoso de hierro con gruesas capas exteriores de material más ligero. Diferentes teorías predicen diferentes capas exteriores: ¿tienen océanos profundos de agua líquida, una atmósfera hinchada de hidrógeno y helio o una atmósfera de vapor de agua pura?
Descubrir la composición de los mini-Neptunos es importante para comprender la historia de formación de este tipo de planetas. Los mini-Neptunos ricos en agua probablemente se formaron en las regiones heladas de su sistema planetario antes de migrar hacia el interior, mientras que las combinaciones de roca y gas nos dirían que estos planetas permanecieron en el mismo lugar donde se formaron.
Las nuevas mediciones de Cheops ayudaron a determinar el radio de los cuatro exoplanetas, mientras que su masa se pudo determinar utilizando observaciones de telescopios terrestres. La combinación de la masa y el radio de un planeta da una estimación de su densidad total.
La densidad solo puede dar una primera estimación de la masa del núcleo de roca de hierro. Si bien esta nueva información sobre la densidad es un importante paso adelante en la comprensión de los mini-Neptunos, no contiene suficiente información para ofrecer una conclusión sobre las capas externas.
Los cuatro exoplanetas recientemente confirmados orbitan estrellas brillantes, lo que los convierte en los candidatos perfectos para una visita de seguimiento del Telescopio Espacial James Webb de la Nasa/ESA/CSA o la futura misión Ariel de la ESA. Estas misiones espectroscópicas podrían descubrir qué contienen sus atmósferas y dar una respuesta definitiva a la composición de sus capas exteriores.
Se necesita una caracterización completa para comprender cómo se formaron estos cuerpos. Conocer la composición de estos planetas nos dirá por qué mecanismo se formaron en los primeros sistemas planetarios. Esto, a su vez, nos ayuda a comprender mejor los orígenes y la evolución de nuestro propio Sistema Solar.
