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Kepler-22b

Kepler-22b (también conocido por su designación de Objeto de Interés Kepler KOI-087.01 ) es un exoplaneta que orbita dentro de la zona habitable de la estrella similar al Sol Ke...

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Kepler-22b (también conocido por su designación de Objeto de Interés Kepler KOI-087.01 ) es un exoplaneta que orbita dentro de la zona habitable de la estrella similar al Sol Kepler-22 . Se encuentra a unos 640 años luz (200 parsecs ) de la Tierra en la constelación de Cygnus . Fue descubierto por el Telescopio Espacial Kepler de la NASA en diciembre de 2011 y fue el primer planeta en tránsito conocido en orbitar dentro de la zona habitable de una estrella similar al Sol, donde podría existir agua líquida en la superficie del planeta. [4] Kepler-22 es demasiado tenue para ser visto a simple vista.

El radio de Kepler-22b es aproximadamente el doble del de la Tierra. [5] Se desconocen su masa y la composición de su superficie. Sin embargo, se ha descartado una composición similar a la de la Tierra para el planeta; es probable que tenga una composición rica en volátiles con una capa exterior líquida o gaseosa. Los únicos parámetros de la órbita del planeta que están disponibles actualmente son su período orbital (alrededor de 290 días ) y su inclinación (aproximadamente 90°). La evidencia sugiere que el planeta tiene una temperatura superficial moderada, suponiendo que la superficie no esté sujeta a un calentamiento extremo de invernadero . En ausencia de una atmósfera, su temperatura de equilibrio (asumiendo un albedo similar al de la Tierra ) sería de aproximadamente 279 K (6 °C; 43 °F), ligeramente más alta que la de la Tierra, de 255 K (−18 °C; −1 °F). [3]

El primer tránsito del planeta se observó el 12 de mayo de 2009. La confirmación de la existencia de Kepler-22b se anunció el 5 de diciembre de 2011.

Características físicas

Masa, radio y temperatura

Comparación del tamaño de Kepler-22b ( simulación artística ) con la Tierra, renderizada en Celestia

Inicialmente se pensó que el radio de Kepler-22b era 2,4 veces el de la Tierra , pero desde entonces se revisó a 2,1  R 🜨 a partir de 2023. [actualizar][ 6] [3] Su masa y composición de la superficie siguen siendo desconocidas, [2] [7] con solo algunas estimaciones aproximadas establecidas: en el momento del anuncio del descubrimiento, se sabía que tenía menos de 124 masas terrestres en el límite de confianza de 3 sigma , y ​​menos de 36 masas terrestres en el límite de confianza de 1 sigma. [1] El modelo adoptado en Kipping et al. (2013) no detecta de manera confiable la masa (el límite superior es 52,8 M E ). [8] A partir de 2023 , el límite superior se ha restringido a 9,1 M E[actualizar] como máximo  . [3]

Kepler-22b, apodado por los científicos como un "mundo acuático", podría ser un planeta "similar a un océano" . También podría ser comparable al planeta rico en agua Gliese 1214 b, aunque Kepler-22b, a diferencia de Gliese 1214 b, está en la zona habitable. Una composición similar a la de la Tierra se descarta con al menos una incertidumbre de 1 sigma mediante mediciones de velocidad radial del sistema. [1] [9] Por lo tanto, es probable que tenga una composición más rica en volátiles con una capa exterior líquida o gaseosa; [10] esto lo haría similar a Kepler-11f , uno de los planetas gaseosos más pequeños conocidos. Natalie Batalha , una de las científicas del proyecto del Telescopio Espacial Kepler, ha especulado: "Si es principalmente océano con un pequeño núcleo rocoso, no está fuera del ámbito de la posibilidad de que pueda existir vida en un océano así". [11] Esta posibilidad ha impulsado a SETI a realizar investigaciones sobre los principales candidatos para la vida extraterrestre . [12]

En ausencia de atmósfera, su temperatura de equilibrio (asumiendo un albedo similar al de la Tierra ) sería de aproximadamente 279 K (6 °C), en comparación con los 255 K (−18 °C) de la Tierra. [3]

Estrella anfitriona

La estrella anfitriona, Kepler-22 , es una estrella de tipo G que es un 3% menos masiva que el Sol y un 2% más pequeña en volumen. Tiene una temperatura superficial de 5.518 K (5.245 °C; 9.473 °F) en comparación con el Sol, que tiene una temperatura superficial de 5.778 K (5.505 °C; 9.941 °F). [13] La estrella tiene alrededor de 4 mil millones de años. [14] En comparación, el Sol tiene 4.6 mil millones de años. [15]

La magnitud aparente de Kepler-22 es 11,5, lo que significa que es demasiado tenue para ser visto a simple vista.

Órbita

Los únicos parámetros de la órbita del planeta que están disponibles actualmente son su período orbital , que es de unos 290 días , y su inclinación , que es de aproximadamente 90°. Desde la Tierra, el planeta parece hacer un tránsito a través del disco de su estrella anfitriona. [16] Para obtener más información sobre los detalles de la órbita del planeta, es necesario utilizar otros métodos de detección planetaria, como el método de velocidad radial. Si bien se han realizado tales métodos en el planeta desde su descubrimiento, estos métodos aún no han detectado un valor preciso para la excentricidad del planeta y, por lo tanto, (a partir de 2023) solo se ha establecido un límite superior para la excentricidad del planeta por parte de los astrónomos. [3]

Habitabilidad

Concepto artístico de un exoplaneta oceánico en la zona habitable de su estrella anfitriona, posiblemente compatible con los datos conocidos de Kepler-22b.

La distancia media de Kepler-22b a su estrella anfitriona Kepler-22 es aproximadamente un 15% menor que la distancia de la Tierra al Sol [16] pero la luminosidad (emisión de luz) de Kepler-22 es aproximadamente un 25% menor que la del Sol. [7] Esta combinación de una distancia media más corta desde la estrella y una luminosidad estelar más baja son consistentes con una temperatura superficial moderada a esa distancia, si se supone que la superficie no está sujeta a un calentamiento extremo de efecto invernadero .

Si Kepler-22b se mueve en una órbita altamente elíptica, su variación de temperatura superficial será muy alta.

Clima

Los científicos pueden estimar las posibles condiciones de la superficie de la siguiente manera:

  • En ausencia de atmósfera, su temperatura de equilibrio (asumiendo un albedo similar al de la Tierra ) sería de aproximadamente 279 K (6 °C), en comparación con los 255 K (−18 °C) de la Tierra. [3]
  • Si la atmósfera proporciona un efecto invernadero de magnitud similar al de la Tierra, tendría una temperatura superficial promedio de 295 K (22 °C). [17]
  • Si la atmósfera tuviera un efecto invernadero similar en magnitud al de Venus , tendría una temperatura superficial promedio de 733 K (460 °C).

Estimaciones recientes sugieren que Kepler-22b tiene más de un 95% de probabilidad de estar ubicado en la zona habitable empírica definida por los límites recientes de Venus y Marte temprano (basados ​​en estimaciones de cuándo estos planetas pueden haber soportado condiciones habitables), pero menos de un 5% de probabilidad de estar ubicado en la zona habitable conservadora dentro de la zona habitable circunestelar (estimada a partir de un modelo radiativo-convectivo libre de nubes 1D). [8] [ aclaración necesaria ]

Límites a los satélites

El proyecto Hunt for Exomoons with Kepler (HEK) ha estudiado la fotometría Kepler del planeta para encontrar cualquier evidencia de variaciones en el tiempo y la duración del tránsito que puedan ser causadas por un satélite en órbita . No se encontraron tales variaciones, lo que descarta la existencia de cualquier satélite de Kepler-22b con una masa mayor que 0,54 masas terrestres. [8]

Descubrimiento y observación

El primer tránsito del planeta frente a su estrella anfitriona se observó durante el tercer día de operaciones científicas de Kepler, el 12 de mayo de 2009. [18] El tercer tránsito se detectó el 15 de diciembre de 2010. El telescopio espacial Spitzer y las observaciones terrestres proporcionaron datos de confirmación adicionales. La confirmación de la existencia de Kepler-22b se anunció el 5 de diciembre de 2011. [7]

Fechas de tránsito pasadas

Véase también

Referencias

  1. ^ abcd Borucki, William J.; Koch, David G.; Batalha, Natalie; Bryson, Stephen T.; Rowe, Jason; Fressin, Francois; Torres, Guillermo; Caldwell, Douglas A.; Christensen-Dalsgaard, Jørgen; Cochran, William D.; Devore, Edna; Gautier, Thomas N.; Geary, John C.; Gilliland, Ronald; Gould, Alan; Howell, Steve B.; Jenkins, Jon M.; Latham, David W.; Lissauer, Jack J.; Marcy, Geoffrey W.; Sasselov, Dimitar; Boss, Alan; Charbonneau, David; Ciardi, David; Kaltenegger, Lisa; Doyle, Laurance; Dupree, Andrea K.; Ford, Eric B.; Fortney, Jonathan; Holman, Matthew J. (2012). "Kepler-22b: Un planeta con un radio de 2,4 veces el de la Tierra en la zona habitable de una estrella similar al Sol". The Astrophysical Journal . 745 (2): 120. arXiv : 1112.1640 . Bibcode :2012ApJ...745..120B. doi :10.1088/0004-637X/745/2/120. S2CID  50813889.El artículo ofrece fechas julianas, que se convierten en imcce.fr Archivado el 22 de octubre de 2011 en Wayback Machine (todas las fechas en horario universitario)
  2. ^ ab "NASA – La sonda Kepler de la NASA confirma su primer planeta en la zona habitable de una estrella similar al Sol". Comunicado de prensa de la NASA . Consultado el 6 de diciembre de 2011 .
  3. ^ abcdefgh Bonomo, AS; Dumusque, X.; et al. (abril de 2023). "Júpiteres fríos y masas mejoradas en 38 sistemas de planetas pequeños Kepler y K2 a partir de 3661 velocidades radiales HARPS-N de alta precisión. No hay exceso de Júpiteres fríos en sistemas de planetas pequeños". Astronomía y astrofísica . arXiv : 2304.05773 . doi :10.1051/0004-6361/202346211. S2CID  258078829.
  4. ^ Dunbar, Brian (5 de diciembre de 2011). «La misión Kepler de la NASA confirma su primer planeta en la zona habitable de una estrella similar al Sol». NASA . Consultado el 7 de enero de 2022 .
  5. ^ Brennan, Pat (nd). "Kepler-22b". Exploración de exoplanetas: planetas más allá de nuestro sistema solar . NASA . Consultado el 23 de noviembre de 2020 .
  6. ^ "Kepler-22 b". Archivo de exoplanetas de la NASA . Consultado el 4 de julio de 2016 .
  7. ^ abc «Kepler 22-b: planeta parecido a la Tierra confirmado». BBC Online . 5 de diciembre de 2011. Consultado el 6 de diciembre de 2011 .
  8. ^ abc Kipping, DM; Forgan, D.; Hartman, J.; Nesvorný, D.; Bakos, G. Á.; Schmitt, A.; Buchhave, L. (2013). "La búsqueda de exolunas con Kepler (Hek). Iii. La primera búsqueda de una exoluna alrededor de un planeta en la zona habitable". The Astrophysical Journal . 777 (2): 134–150. arXiv : 1306.1530 . Código Bibliográfico :2013ApJ...777..134K. doi :10.1088/0004-637X/777/2/134. S2CID  119256408.
  9. ^ Scharf, Caleb A. (8 de diciembre de 2011). "No siempre se puede identificar un exoplaneta por su tamaño". Scientific American . Consultado el 5 de abril de 2024 .:"Si [Kepler-22b] tuviera una composición similar a la de la Tierra, entonces estaríamos ante un mundo con una masa de unas 40 veces la de la Tierra".
  10. ^ Angus, Ruth (31 de julio de 2014). «La mayoría de los planetas con un radio de 1,6 veces el de la Tierra no son rocosos». Astrobites .
  11. ^ Rincon, Paul (5 de diciembre de 2011). "Un hogar lejos del hogar: cinco planetas que podrían albergar vida". BBC News . Consultado el 26 de noviembre de 2016 .
  12. ^ Ian O'Neill (5 de diciembre de 2011). «SETI buscará extraterrestres en los mundos de Kepler». Discovery News . Archivado desde el original el 30 de agosto de 2012. Consultado el 9 de noviembre de 2020 .
  13. ^ Cain, Fraser (15 de septiembre de 2008). «Temperatura del Sol». Universe Today . Archivado desde el original el 29 de agosto de 2010. Consultado el 19 de febrero de 2011 .
  14. ^ Safonova, M.; Murthy, J.; Shchekinov, Yu. A. (11 de agosto de 2015). "Aspectos de edad de la habitabilidad". Revista Internacional de Astrobiología . 15 (2). Cambridge University Press : 93–105. arXiv : 1404.0641 . Código Bibliográfico :2016IJAsB..15...93S. doi :10.1017/S1473550415000208. S2CID  20205600.
  15. ^ Fraser Cain (16 de septiembre de 2008). «¿Qué edad tiene el Sol?». Universe Today . Consultado el 19 de febrero de 2011 .
  16. ^ ab "Notas para 22 b". Enciclopedia de planetas extrasolares . Consultado el 6 de diciembre de 2011 .
  17. ^ "El telescopio de la NASA confirma la presencia de un planeta extraterrestre en la zona habitable". Space.com . 12 de mayo de 2011
  18. ^ Dr. Tony Phillips (5 de diciembre de 2011). "Kepler confirma el primer planeta en la zona habitable de una estrella similar al Sol". Noticias científicas de la NASA . Consultado el 31 de enero de 2012. El primer tránsito se capturó tan solo tres días después de que declaramos que la nave espacial estaba lista para funcionar. Fuimos testigos del tercer tránsito decisivo durante la temporada navideña de 2010.
  19. ^ NASA (7 de junio de 2013). «La misión Kepler de la NASA confirma su primer planeta en la zona habitable de una estrella similar al Sol». NASA . Consultado el 19 de abril de 2018 .
  • "La sonda Kepler de la NASA confirma su primer planeta en zona habitable" Archivado el 5 de mayo de 2012 en Wayback Machine . ( NASA )
  • "Descubrimientos de Kepler: Kepler-22b: 'una órbita anual de 289 días'" ( NASA )
  • "Vista de la posición en el cielo de Kepler 22-b" ( Worldwide Telescope )
  • Kepler-22b: el primer planeta descubierto en la zona habitable en YouTube
  • Kepler 22b: un planeta en la zona habitable de una estrella en YouTube
  • Noticias sobre la misión Kepler
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