Dos equipos internacionales de astrónomos han descubierto un apasionante planeta con un tamaño entre el de la Tierra y Venus a solo 40 años luz de distancia. Múltiples factores lo convierten en uno de los mundos más susceptibles de ser estudiados con el telescopio espacial James Webb de la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA). Investigadores del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) y del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) han participado en esta investigación con uno de los equipos, cuyos resultados aparecen en la revista especializada The Astrophysical Journal Letters.
Gliese 12 b es el nombre del nuevo exoplaneta, descubierto por un equipo internacional liderado por científicos del Centro de Astrobiología de Japón, la Universidad de Tokio, el Observatorio Astronómico Nacional de Japón y el Instituto Tecnológico de Tokio gracias a una colaboración entre la campaña TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA y un programa de cartografiado estratégico (SSP) del telescopio Subaru. La observación de tránsitos (descensos breves y regulares de la luz de las estrellas provocados por el paso de planetas que las orbitan) es uno de los métodos más comunes para detectar exoplanetas.
“Hemos encontrado el mundo en tránsito, templado y del tamaño de la Tierra más cercano hasta la fecha”, asegura Masayuki Kuzuhara, profesor adjunto del proyecto en el Centro de Astrobiología de Tokio, que ha coliderado un equipo de investigación con Akihiko Fukui, profesor adjunto del proyecto en la Universidad de Tokio. “Aunque aún no sabemos si posee atmósfera, hemos considerado que se trata de un exo-Venus, con un tamaño y una energía recibida de su estrella similares a los de nuestro vecino planetario del sistema solar”.
La estrella anfitriona, llamada Gliese 12, es una enana roja fría situada a casi 40 años-luz de distancia en la constelación de Piscis. La estrella tiene solo un 27% del tamaño del Sol, con un 60% de su temperatura superficial. El equipo de TESS detectó indicios de un candidato a planeta con un tamaño similar al de la Tierra e informó de la detección en abril de 2023. Este informe motivó a los astrónomos a iniciar las observaciones de seguimiento para validar la señal del candidato con cámaras multicolor desarrolladas por el Centro de Astrobiología de Japón y la Universidad de Tokio.
Juan Carlos Morales e Ignasi Ribas, ambos investigadores del ICE-CSIC y del IEEC, han colaborado con el equipo japonés. “Hemos podido restringir la masa del planeta a menos de 3,9 masas terrestres combinando las medidas tomadas con Subaru y las realizadas con CARMENES en el telescopio de 3,5 m del Observatorio de Calar Alto”, explica Juan Carlos Morales.
El nuevo mundo, Gliese 12 b, da una vuelta completa a su estrella cada 12,8 días y tiene el tamaño de la Tierra o ligeramente menor, comparable al de Venus. Suponiendo que no tenga atmósfera, la temperatura superficial del planeta se estima en unos 42 °C.
"Gliese 12 b representa una de las mejores dianas para estudiar si los planetas del tamaño de la Tierra que orbitan alrededor de estrellas frías pueden conservar sus atmósferas, un paso crucial para avanzar en nuestra comprensión de la habitabilidad de los planetas de nuestra galaxia", afirma José Antonio Caballero, astrofísico de la Centro de Astrobiología en Madrid (CAB, CSIC-INTA) y coautor del artículo. Además de CARMENES, el equipo realizó observaciones con el Telescopio Carlos Sánchez del Observatorio del Teide.
Los diminutos tamaños y masas de las estrellas enanas rojas las hacen ideales para encontrar planetas del tamaño de la Tierra. Una estrella pequeña implica una mayor disminución del brillo cada vez que un planeta pasa por delante de ella y una masa menor significa que un planeta en órbita puede producir un mayor bamboleo, conocido como “movimiento reflejo”, de la estrella. Estos efectos hacen que los planetas más pequeños sean más fáciles de detectar.
La menor luminosidad de las estrellas enanas rojas también significa que sus zonas habitables (el rango de distancias orbitales en las que podría existir agua líquida en la superficie de un planeta) están más cerca de ellas. Esto hace que sea más fácil detectar planetas en tránsito dentro de las zonas habitables alrededor de enanas rojas que alrededor de estrellas que emiten más energía.
La distancia que separa Gliese 12 del nuevo planeta es solo el 7% de la distancia entre la Tierra y el Sol. El planeta recibe de su estrella 1,6 veces más energía que la Tierra del Sol y cerca del 85% de la que experimenta Venus.
“Gliese 12 b representa uno de los mejores objetivos para estudiar si los planetas del tamaño de la Tierra que orbitan estrellas frías pueden conservar sus atmósferas, un paso crucial para avanzar en la comprensión de la habitabilidad en planetas de toda nuestra galaxia”, explica Shishir Dholakia, estudiante de doctorado en el Centro de Astrofísica de la Universidad de Southern Queensland (Australia). Ha coliderado otro equipo de investigación junto con Larissa Palethorpe, estudiante de doctorado de la Universidad de Edimburgo y del University College de Londres.
“Se trata de un candidato único para nuevos estudios atmosféricos que podrían ayudar a desentrañar algunos aspectos de la evolución de nuestro propio sistema solar”, explica Palethorpe. “La Tierra sigue siendo habitable, pero Venus no lo es debido a su pérdida total de agua. La atmósfera de Gliese 12 b podría enseñarnos mucho sobre las trayectorias de habitabilidad que toman los planetas a medida que se desarrollan”.
Un factor importante para retener la atmósfera es el carácter tormentoso de la estrella. Las enanas rojas tienden a ser magnéticamente activas, lo que da lugar a frecuentes y potentes fulguraciones de rayos X. Sin embargo, los análisis de ambos equipos concluyen que Gliese 12 no muestra signos de comportamiento extremo, lo que podría ayudar a conservar la atmósfera del planeta.
Durante un tránsito, la luz de la estrella anfitriona atraviesa cualquier posible atmósfera, muestreándola de forma efectiva. Las distintas moléculas de gas absorben colores diferentes, por lo que el tránsito proporciona un conjunto de huellas químicas que pueden ser detectadas por telescopios como el Webb.
“Hasta la fecha, solo conocemos un puñado de sistemas que estén lo suficientemente cerca de nosotros y que cumplan otros criterios necesarios para este tipo de estudio, denominado espectroscopia de transmisión, utilizando las instalaciones actuales”, afirma Michael McElwain, astrofísico investigador del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en Greenbelt, Maryland, y coautor del artículo de Kuzuhara. “Para comprender mejor la diversidad de atmósferas alrededor de planetas templados similares a la Tierra, necesitamos más ejemplos como Gliese 12 b”, concluye.