Kepler-90 b

¿Qué se ha medido en Kepler-90 b y qué se ha estimado?

Kepler-90 b pasa frente a la estrella aproximadamente cada 7 días. Durante los aproximadamente 4 años que Kepler observó esta estrella, hubo más de 200 oportunidades para que ocurrieran tránsitos. Con observaciones repetidas se pueden determinar con precisión el período orbital y el tamaño del planeta, pero no se puede conocer su masa. La masa registrada actualmente, aproximadamente 2,27 veces la de la Tierra, tampoco es un valor medido directamente a partir de la gravedad de b. Es una estimación basada en las estadísticas de otros planetas de tamaño y masa conocidos.

• Aproximadamente 7,008 días Período orbital medido por tránsitos repetidos
• Aproximadamente 1,31 radios terrestres Radio determinado a partir de la profundidad del tránsito y el tamaño de la estrella
• Aproximadamente 2,27 masas terrestres Masa estimada a partir de estadísticas de planetas de tamaño similar
• Aproximadamente 316 veces la de la Tierra Energía estelar que se calcula que recibe b

¿Qué permiten conocer con precisión los tránsitos repetidos?

La cantidad de luz estelar que b bloquea es aproximadamente una diezmilésima del brillo de la estrella. Si se observara una disminución de brillo de este tipo solo una vez, podría confundirse con el ruido del instrumento, cambios en la superficie de la estrella o variaciones de brillo de una estrella binaria de fondo. Sin embargo, si la señal con la misma profundidad y duración se repite cada 7.008 días, la explicación de que un planeta pasa frente a la estrella se vuelve mucho más confiable.

No todos los tránsitos han sido registrados sin omisiones. Las observaciones pueden interrumpirse, superponerse con tránsitos de otros planetas, o haber intervalos sin datos debido al estado del instrumento. Aun así, dado que el período orbital es corto y los tránsitos se repiten con frecuencia, se puede calcular con precisión la próxima hora de tránsito y la disminución promedio de la luz estelar. Aplicando el radio de la estrella central, se obtiene que el radio de b es aproximadamente 1,31 veces el de la Tierra.

Con los tránsitos repetidos se puede saber cuándo pasa el planeta frente a la estrella y cuánta luz estelar bloquea. Para conocer la masa del planeta, es necesario medir por separado el efecto de su gravedad sobre la estrella u otros planetas.

¿La luz estelar que bloquea un planeta permite conocer también su masa?

Incluso los planetas del mismo tamaño pueden tener masas muy diferentes dependiendo de cuánto hierro y roca contengan, o de si tienen agua o una capa gruesa de gases. La observación de tránsito nos indica el tamaño aparente del planeta, pero no muestra cuánta materia hay en el interior. Para medir la masa, hay que medir cuánto oscila la estrella debido a la gravedad del planeta, o analizar cuánto cambian los tiempos de tránsito por la atracción mutua entre planetas vecinos.

La masa de Kepler-90 b aún no se ha medido con certeza mediante estos métodos. Los aproximadamente 2,27 masas terrestres del Archivo de Exoplanetas de la NASA son un valor estimado introduciendo el radio de b después de derivar la relación entre tamaño y masa de varios planetas cuya masa ya se conoce. No es un resultado que haya medido la propia gravedad de b, sino un valor aplicado basado en la tendencia promedio observada en planetas de tamaño similar.

¿Qué significa una densidad calculada a partir de una masa estimada?

Si se usan la masa estimada de 2,27 masas terrestres y el radio de 1,31 radios terrestres, la densidad media resulta similar a la de la Tierra. Sin embargo, como la masa se estimó a partir del radio, esta densidad no puede considerarse un resultado de medición independiente. Esto se debe a que primero se estimó la masa usando el radio y luego se calculó la densidad nuevamente a partir de esos dos valores.

Al observar las estadísticas de varios planetas, es posible que b esté compuesto principalmente de roca, pero no se puede determinar la proporción del núcleo de hierro, la cantidad de sustancias que se evaporan fácilmente como el agua, ni la presencia de una atmósfera. Si se mide la masa real y resulta ser mayor o menor que la estimada, la interpretación de la densidad y la estructura interna también cambiará. Por lo tanto, además de los números en la lista, también se debe verificar cómo se obtuvieron esos números.

1. Tránsitos repetidos Se mide un período orbital de aproximadamente 7,008 días y la disminución media de la luz estelar.
2. Aplicación del radio estelar Se calcula que el radio de b es aproximadamente 1.31 veces el de la Tierra.
3. Comparación con otros planetas Se estima una masa de aproximadamente 2.27 masas terrestres según estadísticas de planetas de tamaño similar.
4. Mediciones futuras necesarias Se debe observar cómo la gravedad de b afecta a la estrella o planetas vecinos para determinar la masa real.

¿Podemos conocer la temperatura real de la superficie de Kepler-90 b?

b está a aproximadamente 0,074 UA, alrededor de 11,1 millones de km de su estrella. La energía que recibe b se calcula como aproximadamente 316 veces la que recibe la Tierra del Sol. La temperatura, basada en suposiciones simples sobre cuánto refleja la luz estelar y cómo se distribuye el calor en todo el planeta, es de aproximadamente 1.062 K, alrededor de 790 grados Celsius. Está claro que es un planeta que recibe un calor muy intenso, pero esta temperatura no es una medida directa de la superficie.

Si tuviera atmósfera, podría transferir el calor del lado iluminado al lado oscuro o retener energía en determinadas longitudes de onda. Si la superficie refleja mucha luz estelar, la energía absorbida también se reducirá. Con los datos actuales de tránsito, no se puede conocer el estado de la atmósfera y la superficie de b. El hecho de que se haya observado el tránsito varias veces significa que se conoce con precisión el período orbital y el tamaño, pero no significa que se conozcan la masa, la atmósfera y la superficie.

La superficie rocosa caliente que se ve en la página no es una foto observada, sino una ilustración para facilitar la comprensión. El período orbital, la disminución de la luz estelar y el radio se basan en las observaciones del tránsito de b. La masa, 2,27 veces la de la Tierra, es un valor estimado en comparación con otros planetas, y aproximadamente 790 grados Celsius es un cálculo basado en suposiciones simples sobre la atmósfera y el albedo.

Fuentes

• NASA Exoplanet Archive — Kepler-90 b Parameters and Mass Provenance
• Astronomy & Astrophysics — Kepler-90 System Analysis
• The Astrophysical Journal — Validation of Multiple Kepler Systems
• The Astrophysical Journal — Probabilistic Mass–Radius Relation
• The Astrophysical Journal — Forecasting Masses from Radii
• NASA Science — Kepler Transit Method
• NASA Exoplanet Archive — Kepler Data Products