El trabajo, publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, confirma la existencia de TOI-2133 b, TOI-5734 b, TOI-5938 b y TOI-7009 b, cuatro mundos de tamaño intermedio entre la Tierra y Neptuno.
Además, el hallazgo tiene un valor añadido: dos de los cuatro planetas, TOI-5938 b y TOI-7009 b, se sitúan en el límite del llamado “desierto de los Neptunos”, una región del espacio de parámetros planetarios donde apenas se han detectado mundos similares a Neptuno en órbitas muy cercanas a su estrella. “Están situados en el límite del llamado desierto de los Neptunos, una región en la que hasta la fecha se han registrado muy pocos planetas similares a Neptuno, lo que los convierte en objetos poco comunes y de gran interés”, explica Giuseppe Morello, investigador del IAA-CSIC que lidera el estudio. Los otros dos, TOI-2133 b y TOI-5734 b, aparecen cerca del borde superior del llamado “valle de radios”, otra región del universo planetario especialmente poco poblada.
Los subneptunos son, según los estudios demográficos más recientes, el tipo de planeta más abundante de la Vía Láctea, pese a que no existe ningún ejemplo de este tamaño en nuestro propio Sistema Solar. Esa ausencia, sumada a la dificultad para determinar con precisión su composición, los convierte en piezas clave para entender cómo se forman y evolucionan los sistemas planetarios, y este nuevo estudio amplía el catálogo de candidatos disponibles para estudiarlos alrededor de un tipo de estrella hasta ahora poco explorado.
Los planetas más comunes de la galaxia, ausentes en nuestro propio Sistema Solar
Resulta paradójico: el tipo de planeta más común en la Vía Láctea no tiene representante alguno entre los ocho planetas del Sistema Solar. Los subneptunos —mundos de tamaño intermedio entre la Tierra y Neptuno— aparecen una y otra vez en los catálogos de exoplanetas, pero su ausencia en nuestro vecindario cósmico dificulta comparar directamente sus propiedades con algo que podamos observar de cerca. A esa dificultad se suma otra: determinar con precisión de qué están hechos estos planetas —si conservan una atmósfera gaseosa densa, si son mundos oceánicos o si esconden un núcleo predominantemente rocoso— sigue siendo un reto abierto para la astrofísica planetaria.
Por eso cada nuevo subneptuno validado con datos sólidos importa: cuantos más ejemplos bien caracterizados existan, más fácil será construir una imagen estadística fiable de cómo se distribuyen estos mundos según el tipo de estrella que orbitan y la distancia a la que lo hacen.
Por qué mirar hacia las estrellas tipo K
Hasta ahora, la inmensa mayoría de los subneptunos conocidos se han detectado alrededor de estrellas enanas M, las más pequeñas, frías y longevas del universo. Su reducido tamaño y masa hace que el tránsito de un planeta frente a ellas —el método de detección más habitual— produzca una caída de brillo más fácil de medir, lo que las ha convertido en el objetivo preferido de la mayoría de campañas de búsqueda.
El equipo del IAA-CSIC decidió, en cambio, dirigir su atención hacia las estrellas de tipo K, ligeramente más grandes que las enanas M, lo que complica algo la detección y caracterización de sus planetas, pero que ofrece una ventaja notable. “En particular, los planetas que orbitan estas estrellas tienen una mayor probabilidad de conservar sus atmósferas, al estar expuestos a niveles más bajos de radiación de alta energía”, señala Morello. Al emitir menos radiación agresiva que las estrellas más pequeñas y activas, las estrellas tipo K ofrecen a sus planetas un entorno algo más propicio para retener la envoltura gaseosa que los define.
Cuatro candidatos, un único objetivo: confirmarlos
Que TESS marque un objeto como candidato a planeta no significa que lo sea con certeza: la señal de tránsito puede deberse también a estrellas binarias eclipsantes u otros fenómenos que imitan el paso de un planeta. Confirmar la naturaleza planetaria de un candidato exige, por tanto, combinar distintas técnicas de observación que descarten esas alternativas.
El equipo validó TOI-2133.01, TOI-5734.01, TOI-5938.01 y TOI-7009.01 combinando datos fotométricos, espectroscópicos y de imagen de alta resolución procedentes del Programa de Seguimiento de Observaciones de TESS (TFOP), junto con observaciones adicionales realizadas con el instrumento MuSCAT2, instalado en el Observatorio del Teide. Esta combinación de técnicas clásicas y herramientas de última generación permitió confirmar que los cuatro objetos son, en efecto, planetas, y caracterizar con detalle las propiedades de sus respectivos sistemas.
En el filo del valle de radios y el desierto de los Neptunos
Entre todos los planetas conocidos que orbitan muy cerca de su estrella, existen dos regiones especialmente vacías que los astrónomos usan como referencia para entender la evolución planetaria. El “valle de radios” es una franja de tamaños intermedios donde apenas se encuentran planetas, lo que sugiere que muchos mundos pierden su atmósfera primordial y acaban convertidos en planetas rocosos, mientras que otros logran conservarla y permanecen como mini-Neptunos. El “desierto de los Neptunos”, por su parte, hace referencia a la sorprendente escasez de planetas similares a Neptuno en órbitas extremadamente cercanas a su estrella.
“Mientras que TOI-2133 b y TOI-5734 b se encuentran cerca del borde superior del valle de radios, TOI-5938 b y TOI-7009 b están en el límite del desierto de los Neptunos, lo que los convierte en ejemplos poco comunes dentro de la población conocida de subneptunos”, apunta Morello. Encontrar planetas justo en el borde de estas regiones despobladas es especialmente valioso, porque son precisamente los casos límite los que mejor pueden ayudar a entender por qué esas zonas están tan vacías: qué mecanismos físicos empujan a un planeta hacia dentro o hacia fuera de ellas.
¿Qué viene después para estos cuatro mundos?
La validación de estos cuatro subneptunos no es un punto final, sino el comienzo de una nueva fase de estudio. “Estos planetas son objetivos ideales para realizar mediciones precisas de masa y estudiar sus atmósferas con las instalaciones actuales, lo que los convierte en sistemas de referencia para futuros estudios sobre la formación y evolución planetaria”, concluye Morello. Conocer con precisión su masa permitirá calcular su densidad y, con ella, hacerse una idea mucho más ajustada de su composición interna.
Con este trabajo, el catálogo de subneptunos conocidos alrededor de estrellas tipo K crece en cuatro nuevos nombres, ampliando el terreno de juego más allá de las enanas M que hasta ahora dominaban las estadísticas. Y con dos de ellos asomándose justo al borde de dos de las regiones más despobladas del universo planetario, TOI-5938 b y TOI-7009 b se perfilan como objetivos especialmente prioritarios para las próximas campañas de observación destinadas a entender, de una vez por todas, por qué ciertos tipos de planetas escasean tanto en determinadas órbitas y alrededor de determinados tipos de estrella.
