55 Cancri e identificado en infrarrojo por telescopio Sptizer

Al detectar la luz de un exoplaneta, el Telescopio Espacial Spitzer ha logrado una hazaña que es casi una primicia. La supertierra 55 Cancri e, un extraño planeta, dos veces tan grande como el nuestro, con un núcleo rocoso y un océano bastante caliente: a cerca de 2.000 grados.

El sistema planetario de 55 Cancri, a 41 años luz de la Tierra (hay que decir que somos vecinos), es un buen objeto de observación para los astrónomos que ven dos estrellas, 55 Cancri A, una enana amarilla, y 55 Cancri B, una enana roja. Cinco planetas se encuentran alrededor de la estrella enana amarilla, enre ellos tres planetas gigantes de gas similares a Júpiter. El más pequeño, 55 Cancri e (e porque fue el cuarto en el orden de descubrimiento), fue identificado en 2004 por el método de tránsito planetario. También está cercano a su estrella, completando su órbita en 17 horas y 40 minutos. Está 25 veces más cerca de su estrella que Mercurio del sol. Las fuerzas de marea son tales que el planeta siempre presenta la misma cara a su estrella, al igual que Mercurio (y la Luna con la Tierra).

Su masa – 7,8 veces mayor que la de la Tierra – es la de Neptuno, cuando su diámetro es 2,2 veces mayor que la de nuestro planeta. 55 Cancri e es mucho más denso que un planeta gaseoso, pero menos de un planeta rocoso como la Tierra, o, que los planetas cercanos al nuestro como Marte, Venus y Mercurio. Debe ser lo que se llama una “supertierra“, hay miles de millones probables en la Vía Láctea (nuestra galaxia).

55 cancrie e

Imagen artística del planeta 55 Cracri e, el doble de grande que la Tierra y tal vez cubierto por una especie de agua de mar en estado supercrítico. Uno de sus lados da constantemente a la estralla que orbita, una enana amarilla. Esta representación es altamente especulativa, la imagen de la parte inferior de este artículo muestra lo que los astrónomos han observado a través del Telescopio Espacial Spitzer. © NASA / JPL-Caltech

Luz de 55 Cancri e capturada por el telescopio Spitzer

Gracias a su menor densidad que los planetas terrestres, Cancri e sin embargo, debe ser muy diferente. Y pensamos que algo fluido que rodea su núcleo de piedra. No puede ser gas helio ni hidrógeno, gases demasiado ligeros para ser retenidos en tales cantidades por este modesto planeta. Así que la idea es que el planeta está cubierto por un océano de agua, pero su temperatura se estima próxima a los 1700º C… En 55 Cancri e, el agua, debido a la presión, podría estar en estado supercrítico, algo entre un líquido y un gas (algo que podemos obtener en la Tierra, calentando el agua a 374° C y aumentando la presión a 221 bares). Imposible imaginarse peces en ese océano.

Tenemos datos nuevos de este planeta gracias al Telescopio Espacial Spitzer. Lanzado en 2003, observa grandes longitudes de onda, de baja energía. En 2005, Spitzer detectó y la luz – rayos infrarrojos – emitidos por un exoplaneta, un Júpiter caliente (HD 209458b, un planeta extrasolar estudiado ampliamente desde que se descubrieron moléculas orgánicas). Spitzer no puede verlo directamente, pero lo hace mediante la comparación de la luz infrarroja recibida de la estrella cuando el planeta está de frente y cuando está detrás, y por lo tanto, oculto. La diferencia es la luz emitida por el planeta en el infrarrojo debido a su temperatura. Posteriormente, otras observaciones se utilizaron para analizar la luz de los exoplanetas. Pero seguían siendo gigantes gaseosos…

Desde el 15 de mayo de 2009, el sistema de refrigeración de Spitzer, que ha bajado la temperatura unos pocos grados Kelvin, ha perdido su helio y el telescopio está en su “período de calentamiento“, observa sólo las longitudes de onda más cortas, siempre en el infrarrojo. Los métodos de uso del telescopio han sido modificados y el rendimiento sigue siendo adecuada para el trabajo que Spitzer realiza.

El mismo método sustractivo ha detectado la luz de 55 Cancri e. Este problema ha aclarado la temperatura de la superficie, que es la que se habían deducido cerca de 2.000 grados Kelvin (aproximadamente 1.700 °C). Los datos son consistentes con la hipótesis de un planeta cubierto por agua en estado supercrítico.

Está claro que la exo-geología nos va a dar grandes sorpresas sobre los exoplanetas…

Exoplaneta 55Cancrie supertierra

Observaciones remitidas por el Telescopio Espacial Spitzer y lo que han analizado los equipos en el JPL, Caltech y MIT. El instrumento mide la luz de la estrella durante una órbita alrededor del planeta 55 Cancri e. La medición se realizó en una banda estrecha en torno a una longitud de onda de 4,5 micras, es decir el comienzo del infrarrojo lejano. Vemos la disminución del brillo y el nivel de apagado: en este punto, el planeta pasa por detrás de la estrella (de nosotros), se oculta y su luz no nos llega más. El brillo vuelve al estado inicial cuando vuelve a aparecer el planeta. La luz recibida es entonces la de la estrella sobre la del planeta. El método es una variante del método de tránsito que se utiliza para detectar la presencia de un planeta. Pero en este caso, existe una amplia gama de longitud de onda y es el brillo total de la estrella lo que se ve cuando el planeta pasa disminuyendo este tiempo delante de la estrella. © NASA / JPL-Caltech-MIT

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