Un planeta increíblemente metálico y denso.

El planeta K2-106b un mundo sorprendente.

Imagen de autor de K2-106b.
Crédito: Gabriel Pérez (IAC).

Científicos del IAC han participado en el descubrimiento de un planeta extrasolar inusualmente denso, con 1,5 radios terrestres, pero 8 veces más masivo que la Tierra. Este planeta pone de relieve que hay otros mundos alrededor de otras estrellas con propiedades extremas y cuya formación aún resulta un misterio

Frente a la idea extendida de que los planetas en torno a otras estrellas no son tan diferentes a los del Sistema Solar, resulta cada vez más evidente que existen otros mundos extraordinarios que sorprenden incluso a la comunidad astronómica profesional. Un equipo internacional del que forman parte investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha descubierto un nuevo exoplaneta masivo y metálico, K2-106b, de los denominados “de periodo ultracorto”. La órbita alrededor de su estrella dura menos de un día, en este caso solo 14 horas, algo de por sí bastante inusual, aunque lo que es realmente extraño de este planeta es su composición. Los resultados de la investigación se publican hoy en un artículo en Astronomy & Astrophysics.

Usando datos de tránsitos de la misión K2 del satélite Kepler, el equipo de investigadores KESPRINT ha descubierto un par de planetas particularmente interesantes. La intensa radiación proveniente de su estrella evita la formación de una atmósfera alrededor de los planetas de periodo ultracorto, dejando su núcleo al descubierto. Esto permite conocer su densidad, derivada de su radio y masa, informándonos directamente de su composición. Hasta ahora, las medidas de densidad de planetas de periodo ultracorto han arrojado resultados consistentes ya que todos tienen densidades compatibles con una composición similar a la Tierra, exceptuando el caso de 55 Cnc e, ligeramente más baja. Era lógico pensar que la estructura interna de los exoplanetas sería bastante simple: tienen un núcleo con una composición como la terrestre y algunos con una atmósfera más o menos extensa. Sin embargo, K2-106b es diferente.

Gigante bola de cañón incandescente.

“Gracias a una intensiva campaña de observación y utilizando varios telescopios, entre ellos el Telescopio Óptico Nórdico (NOT) y el Telescopio Nazionale Galileo (TNG), ubicados en el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma), se ha determinado la masa del planeta”, apunta Jorge Prieto Arranz, astrofísico del IAC y uno de los autores del trabajo.  Con 1,5 radios terrestres, el planeta es relativamente pequeño, pero su masa ha resultado ser 8 veces la de la Tierra. Su densidad es increíblemente alta (13 g/cm3), incluso más que la del plomo, y más del doble de la Tierra, lo que indica una composición de materiales pesados. Los modelos muestran que tal densidad solo puede darse si el planeta está formado por un 80% de hierro y otros metales. Dada su composición y su cercanía a su estrella, podría decirse que K2-106b es una bola gigante de cañón incandescente.

Observatorio del Roque de los Muchachos.

“Los descubrimientos de planetas nunca se hacen en solitario, se necesita un gran equipo”, explica el primer autor del trabajo, Eike Guenther, investigador del Instituto de Thüringer Landessternwarte (Alemania), que recientemente ha estado en el IAC como investigador visitante del Programa Severo Ochoa. “Me encargué de las observaciones por la noche y otros miembros analizaron los datos durante el día. Como su órbita es tan corta, podíamos estudiarla casi entera en una sola noche. Por eso, la segunda noche de observación ya sabíamos que era un objeto súper interesante porque ya sospechábamos que era relativamente masivo. Ocurrió todo muy rápido”.

¿Cómo puede explicarse su existencia? Dado que los planetas y las estrellas se forman juntas, se asume que su composición también está relacionada. En este sentido, K2-106b es asimismo extraordinario, ya que su estrella no es particularmente rica en metales y por ello se barajan dos posibilidades. La primera, que el planeta podría haber tenido originalmente una composición normal, pero entonces perdió su capa más externa debido a un gigantesco impacto; y la segunda, que se pudo haber formado en la parte interna del disco protoplanetario, no muy lejos de su posición actual. Algunas teorías sugieren que la radiación de la estrella puede crear un gradiente en la composición del disco. Como resultado de esta diferenciación, los metales más pesados, como los que componen K2-106b, permanecerán cercanos a su estrella mientras que otros elementos más ligeros se moverán hacia fuera.

K2-106b pone de relieve que los exoplanetas pueden ser muy extremos y totalmente diferentes de los planetas rocosos del Sistema Solar. En el futuro, con los datos que recopile el satélite GAIA de la Agencia Espacial Europea (ESA), se podrá precisar el radio de su estrella y de él mismo y llegar a comprender mejor cómo se ha formado este sistema exoplanetario.

En esta investigación, por parte del IAC y además de Jorge Prieto-Arranz, también han participado David Nespral, Hans Deeg, Enric Pallé y Gregor Nowak.

Artículo: "K2-106, a system containing a metal-rich planet and a planet of lower density", por Eike Guenther et al. A&A, artículo en línea.

Publicado en IAC el 17 de noviembre del 2.017.