CoRoT-7b (anteriormente llamado CoRoT-Exo-7b ) [3] [4] es un exoplaneta que orbita la estrella CoRoT-7 en la constelación de Monoceros , a 489 años luz (150 parsecs ) de la Tierra . Fue detectado por primera vez fotométricamente por la misión CoRoT liderada por Francia y reportado en febrero de 2009. [5] Hasta el anuncio de Kepler-10b en enero de 2011, era el exoplaneta más pequeño en el que se había medido su diámetro, con 1,58 veces el de la Tierra (lo que le daría un volumen 3,95 veces el de la Tierra) y el primer planeta terrestre extrasolar potencial en ser encontrado. El exoplaneta tiene un período orbital muy corto , girando alrededor de su estrella anfitriona en aproximadamente 20 horas. [1]
La combinación del diámetro del planeta obtenido a partir de los datos de tránsito con la masa del planeta obtenida a partir de las mediciones de velocidad radial significa que la densidad de CoRoT-7b es aproximadamente la misma que la de la Tierra; por lo tanto, CoRoT-7b es un planeta terrestre como la Tierra y no un gigante gaseoso como Júpiter . Las observaciones de velocidad radial de CoRoT-7 también detectaron una segunda supertierra , CoRoT-7c , que tiene una masa 8,4 veces mayor que la de la Tierra y orbita cada 3,7 días a una distancia de 6,9 millones de km (0,046 UA; 4,3 millones de mi).
CoRoT-7b fue descubierto observando la disminución periódica de la magnitud aparente de su estrella madre causada por el tránsito del planeta frente a la estrella vista desde la Tierra. La medición de esta caída en el brillo, junto con una estimación del tamaño de la estrella, permite calcular el tamaño del planeta. (Véase Método de tránsito .) La misión espacial CoRoT observó la estrella CoRoT-7 , en el campo estelar LRa01, desde el 15 de octubre de 2007 hasta el 3 de marzo de 2008. Durante este período, se registraron 153 señales periódicas de tránsito de 1,3 h de duración con una profundidad de 3,4 × 10 −4 . Después de 40 días de adquisición de datos, el algoritmo de canalización del modo Alarm detectó la señal superficial de CoRoT-7b, iniciando las observaciones de seguimiento desde el suelo para obtener una confirmación de la naturaleza planetaria del objeto en tránsito.
El descubrimiento de CoRoT-7b fue anunciado un año después, el 3 de febrero de 2009, durante el Simposio CoRoT 2009 en París . [5] Fue publicado en un número especial de la revista Astronomy and Astrophysics dedicado a los resultados de CoRoT. [6]
Tras la detección de CoRoT-7b en la curva de luz, las observaciones de seguimiento realizadas con una red de telescopios terrestres descartaron casi por completo la posibilidad de una detección de falso positivo. [7] El espectrógrafo HARPS se utilizó posteriormente para medir la masa de CoRoT-7b con el método de velocidad radial . La fuerte actividad de la estrella anfitriona, que perturba las mediciones de velocidad radial, hizo que la determinación de la masa fuera problemática.
El artículo de descubrimiento, de Queloz et al. [8], pesó el planeta en aproximadamente 4,8 masas terrestres , lo que le dio una densidad de 5,6 ± 1,3 g cm −3 , similar a la de la Tierra. El valor se obtuvo utilizando un procedimiento de preblanqueamiento y descomposición armónica. También se dedujo que había un segundo planeta no en tránsito en el sistema, CoRoT-7c , con un período orbital de 3,7 días.
Un segundo artículo, de Hatzes et al. [9], que emplea el análisis de Fourier, informó una masa probable de 6,9 masas terrestres para CoRoT-7b, y encontró indicios de la presencia de un tercer planeta en el sistema, CoRoT-7d , con una masa similar a la de Neptuno y un período orbital de 9 días.
Pont et al. [10] evidencia errores sistemáticos mayores que los declarados en las mediciones de HARPS, estimando que CoRoT-7b tiene entre una y cuatro masas terrestres. La confirmación de la velocidad radial del planeta también es inestable, con una detección tentativa de solo 1,2 sigma de certeza.
Boisse et al. , [11] empleando el ajuste simultáneo de la actividad estelar y las señales planetarias en los datos de velocidad radial, calculan para CoRoT-7b una masa de 5,7 masas terrestres, aunque con una incertidumbre muy grande.
El equipo de CoRoT publicó luego un segundo artículo sobre la masa de CoRoT-7b, [12] eliminando la actividad estelar mediante el análisis únicamente de los datos de velocidad radial para los que se tomaron múltiples mediciones en una noche determinada. El planeta pesa 7,42 masas terrestres, lo que arroja una densidad promedio de 10,4 ± 1,8 g cm −3 , mucho más alta que la de la Tierra y similar a la del segundo planeta rocoso descubierto, Kepler-10b .
Un último estudio de Ferraz-Mello et al. [13] mejoró el enfoque utilizado en el artículo de descubrimiento, al descubrir que reducía la amplitud de las velocidades radiales inducidas de los planetas. Informa que CoRoT-7b tiene una masa más pesada, de 8 masas terrestres, en concordancia con el segundo artículo publicado por el equipo de CoRoT. Por lo tanto, CoRoT-7b puede ser rocoso con un gran núcleo de hierro, con una estructura interna más parecida a la de Mercurio que a la de la Tierra.
El seguimiento realizado con el telescopio espacial Spitzer proporciona una validación independiente de CoRoT-7b como planeta . Sus observaciones confirmaron los tránsitos del planeta, con la misma profundidad, en longitudes de onda diferentes a las observadas por CoRoT. [14] Los datos permiten entonces validar a CoRoT-7b como un planeta genuino con un grado muy alto de confianza, independientemente de los ruidosos datos de velocidad radial.
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La masa de CoRoT-7b es algo incierta, 6,06 ± 0,65 M E , [2] mientras que su radio y período orbital son bien conocidos por la fotometría de CoRoT : orbita muy cerca de su estrella (1/23 de la distancia del Sol a Mercurio [15] ) con un período orbital de 20 horas, 29 minutos y 9,7 segundos y tiene un radio de 1,58 radios terrestres. [16] CoRoT-7b tenía la órbita más corta de cualquier planeta conocido en el momento de su descubrimiento. [17]
Debido a la alta temperatura, puede estar cubierto de lava . [3] La composición y densidad del planeta, aunque débilmente restringidas, hacen de CoRoT-7b un planeta probablemente rocoso , como la Tierra. Podría pertenecer a una clase de planetas que se cree que contienen hasta un 40% de agua (en forma de hielo y/o vapor) además de roca. [18] Sin embargo, el hecho de que se haya formado tan cerca de su estrella madre puede significar que está desprovisto de volátiles . [19] Existe una fuerte posibilidad de que la rotación del planeta esté bloqueada por las mareas al período orbital, de modo que las temperaturas y las condiciones geológicas en los lados del planeta que miran hacia y lejos de la estrella pueden ser dramáticamente diferentes. El trabajo teórico sugiere que CoRoT-7b podría ser un planeta ctónico (los restos de un planeta similar a Neptuno del que se ha eliminado gran parte de la masa inicial debido a la proximidad a su estrella madre). [20] [21] Otros investigadores disputan esto y concluyen que CoRoT-7b siempre fue un planeta rocoso y no el núcleo erosionado de un gigante gaseoso o de hielo, [22] debido a la corta edad del sistema estelar.
Cualquier desviación de la circularidad de su órbita (debido a la influencia de la estrella anfitriona y los planetas vecinos) podría generar una intensa actividad volcánica similar a la de Ío , a través del calentamiento por mareas . [23]
Se ha publicado un estudio detallado de las propiedades extremas de CoRoT-7b [24] , concluyendo que, a pesar de la incertidumbre de la masa, el planeta es similar a la Tierra en composición. La extrema proximidad a la estrella debería evitar la formación de una atmósfera significativa , con el hemisferio diurno tan caliente como el filamento de tungsteno de una bombilla incandescente, lo que daría lugar a la formación de un océano de lava . Los investigadores proponen denominar a esta nueva clase de planetas, siendo CoRoT-7b el primero de ellos, " planetas con océano de lava ".
Suponiendo un planeta con 5 masas terrestres, el planeta fue modelado para tener convección en el manto con un núcleo pequeño con no más del 15% de la masa del planeta, o 0,75 M 🜨 . El manto inferior por encima del límite núcleo-manto tiene una convección más lenta que el manto superior porque la mayor presión hace que los fluidos se vuelvan más viscosos. La temperatura del manto convectivo superior es diferente de un lado del planeta al otro con diferencias de temperatura laterales para las corrientes descendentes de hasta varios cientos de kelvin. Sin embargo, la temperatura de la corriente ascendente no se ve afectada por la corriente descendente y las variaciones de temperatura de la superficie. En el lado diurno permanente del planeta bloqueado por las mareas, donde la temperatura de la superficie es alta por estar continuamente frente a su sol, la superficie participa en la convección, lo que es la evidencia de que toda la superficie de este hemisferio está cubierta de océanos de lava. En el lado nocturno permanente, la superficie es lo suficientemente fría para la formación de la corteza con charcos de lava sobre el manto convectivo con intenso vulcanismo . El lado diurno del planeta tiene celdas de convección más grandes que el lado nocturno. [25] Los investigadores también investigaron el estado físico del interior de CoRoT-7b, [26] indicando como probable un núcleo de hierro sólido, por lo que un campo magnético autogenerado debería estar ausente en el planeta.
Debido a las altas temperaturas en el lado iluminado del planeta, y la probabilidad de que todos los volátiles de la superficie se hayan agotado, la vaporización de la roca de silicato puede haber producido una atmósfera tenue (con una presión cercana a 1 Pa o 10 −2 mbar a 2500 K [2230 °C; 4040 °F]) que consiste predominantemente en sodio , O2 , O y monóxido de silicio , así como cantidades más pequeñas de potasio y otros metales. [15] [19] [27] El magnesio (Mg), el aluminio (Al), el calcio (Ca), el silicio (Si) y el hierro (Fe) pueden llover desde dicha atmósfera en el lado diurno del planeta en forma de partículas de minerales, como enstatita , corindón y espinela , wollastonita , sílice y óxido de hierro (II) , que se condensarían a altitudes inferiores a 10 km (6,2 mi). El titanio (Ti) puede agotarse (y posiblemente el hierro de manera similar) al ser transportado hacia el lado nocturno antes de condensarse como perovskita y geikielita . [19] El sodio (y en menor medida, el potasio), al ser más volátil, estaría menos sujeto a la condensación en nubes y dominaría las capas externas de la atmósfera. [15] [19] Las observaciones realizadas con el espectrógrafo UVES en CoRoT-7b dentro y fuera del tránsito, buscando líneas de emisión y absorción originadas en la exosfera del planeta, no detectaron ninguna característica significativa. [28] Las líneas espectrales de calcio (Ca I, Ca II) y sodio (Na), esperadas para un planeta como Mercurio , están ausentes o por debajo de los límites de detección, e incluso no se encontraron líneas de emisión esperadas de la actividad volcánica, debido a las fuerzas de marea ejercidas por la gravedad de la estrella cercana. La falta de detecciones concuerda con el trabajo teórico citado anteriormente, [24] que apunta a una atmósfera sin nubes hecha de vapores rocosos con una presión muy baja. De los datos disponibles, los científicos sólo pueden inferir que CoRoT-7b no se parece a ninguno de los planetas rocosos del Sistema Solar .
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