El telescopio Nazionale Galileo caracteriza un sistema planetario anómalo: Kepler-101

Gracias a cuarenta medidas de velocidad radiales de alta precisión obtenidas con el espectrógrafo Harps-N situado en el Telescopio Nazionale Galileo, en el Roque, y a la fotometría del satélite Kepler, los astrónomos del grupo de colaboración GTO han caracterizado un sistema planetario anómalo: Kepler-101, según informan en una nota desde el propio telescopio italiano.

Este sistema planetario está formado por un super-Neptuno caliente, Kepler-101b, y un planeta más externo del mismo tamaño que la Tierra y masa cuatro veces inferior: Kepler-101c. Los dos planetas orbitan alrededor de una estrella de tipo espectral G poco evolucionada y rica en metales, a una distancia de 0.05 e 0.07 UA respectivamente.

Kepler-101b y Kepler-101c han sido descubiertos por el satélite Kepler gracias al método de los tránsitos, que consiste en el observar los cambios en la luz de la estrella debidos a las ocultaciones parciales del disco de la estrella cuando los planetas se ponen entre el observador y la estrella misma (tránsito) (Figura 1). La observación de los tránsitos ha permitido medir el tamaño y los periodos orbitales de los dos planetas pero no sus masas, que representa una información decisiva para comprender sus estructuras internas y de esta forma sus características.

Con el análisis de los datos espectroscópicos obtenidos con HARPS-N (Figura 2), los astrónomos han conseguido medir la masa de Kepler-101b y proveer límites a la masa de Kepler-101c. Esta caracterización final del sistema planetario ha permitido identificar y estudiar por la primera vez de forma muy detallada un planeta de tipo super-Neptuno. De hecho, Kepler-101b es uno de los pocos planetas conocidos que tienen rayo y masa comprendidos entre Saturno y Neptuno. Además este planeta tiene una estructura interna que está formada por elementos pesados en más de un 60% de su masa total.

Estos resultados evidencian la primera observación de una arquitectura planetaria con un planeta gigante en el interior y uno más externo parecido a la Tierra. "Se trata de unos de los principales resultados de nuestra investigación: Kepler-101 no sigue la regla (encontrada en la mayoría de los sistemas planetarios dobles de Kepler) de que el planeta más grande tiene también el periodo orbital más largo, como pasa en nuestro sistema solar", explica Aldo Bonomo, autor principal del artículo, fruto de la colaboración del consorcio Harps-N (Italia, Suiza, EEUU y Reino Unido).

En particular, ya que estos planetas están transitando delante de sus estrellas, los astrónomos creen que la evolución y la migración de los dos planetas hacia la estrella haya sido el resultado de una interacción entre planeta y disco protoplanetario más que una interacción dinámica. Además es probable que el super-Neptuno se haya creado más lejano de su estrella respecto al planeta más pequeño, y luego lo haya "sobrepasado" durante la migración sin drásticas consecuencias para el planeta más pequeño.

Para Emilio Molinari, director del TNG, "estos resultados han sido posibles solo gracias a las precisas medidas de velocidad radiales tomadas por nuestro espectrógrafo Harps-N".

Paolo Vettolani, director científico de INAF, comenta con satisfacción los resultados obtenidos pues "estos planetas siguen sorprendiendo a los astrónomos. Solo ahora estamos descubriendo la geografía de los sistemas planetarios, para entender un poco su historia!".