HIP 99770 b es un exoplaneta gigante gaseoso que orbita la estrella HIP 99770, situada en la contelación de Cygnus, a una distancia aproximada de 131 años luz de la Tierra. Fue descubierto mediante una combinación de imagen directa y astrometría, convirtiéndose en uno de los primeros exoplanetas cuya existencia fue confirmada utilizando ambas técnicas de forma conjunta.
El planeta posee una masa estimada de aproximadamente 16 masas de Júpiter, por lo que se encuentra cerca del límite que separa a los planetas gigantes de las enanas marrones. Orbita a una distancia media de unas 17 unidades astronómicas de su estrella anfitriona, completando una órbita en alrededor de 51 años terrestres.
HIP 99770 b es uno de los exoplanetas obtenidos mediante imagen directa mejor caracterizados hasta la fecha. Observaciones espectroscópicas han permitido detectar en su atmósfera vapor de agua y monóxido de carbono, además de estimar su temperatura efectiva y estudiar la presencia de nubes de silicatos y polvo.
Descubrimiento
HIP 99770 b fue descubierto por un equipo internacional de astrónomos liderado por Thayne Currie y el hallazgo se publicó en 2023 en The Astronomical Journal. El planeta fue identificado mediante una combinación de observaciones de imagen directa obtenidas con el Telescopio Subaru, ubicado en el Observatorio de Mauna Kea (Hawái), y mediciones astrométricas de alta precisión, una estrategia que permitió confirmar tanto su existencia como sus parámetros orbitales.
Las primeras observaciones utilizadas para detectar el planeta fueron realizadas el 19 de mayo de 2021 con el instrumento SCExAO/CHARIS del Telescopio Subaru, diseñado para obtener imágenes de alto contraste capaces de separar la tenue luz emitida por un exoplaneta del intenso brillo de su estrella anfitriona. Posteriormente, las observaciones fueron complementadas con datos obtenidos mediante el instrumento NIRC2 del Observatorio W. M. Keck y con mediciones del satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea, lo que permitió confirmar que el objeto observado se encontraba ligado gravitacionalmente a HIP 99770.
El descubrimiento constituyó una de las primeras confirmaciones de un exoplaneta mediante la combinación de imagen directa y aceleraciones astrométricas medidas por Gaia, una técnica que permite estimar con mayor precisión la masa de planetas gigantes situados a grandes distancias de sus estrellas. Los datos obtenidos indicaron que HIP 99770 b posee una masa cercana a 16 masas de Júpiter y orbita a una distancia media de aproximadamente 17 unidades astronómicas de su estrella anfitriona.
Tras su anuncio, HIP 99770 b pasó a formar parte del reducido grupo de exoplanetas detectados por imagen directa cuyas propiedades orbitales y atmosféricas han podido estudiarse con un alto grado de detalle, convirtiéndose en un objetivo de interés para futuras observaciones con telescopios terrestres de gran apertura y con instrumentos espaciales dedicados a la caracterización de atmósferas exoplanetarias.
Características físicas
HIP 99770 b es un planeta gigante gaseoso con una masa estimada de aproximadamente 16,1 masas de Júpiter, lo que lo sitúa entre los exoplanetas más masivos obtenidos mediante imagen directa y muy próximo al límite inferior de masa aceptado para las enanas marrones. Su radio se estima en torno a 1,09 radios de Júpiter, lo que indica que, pese a poseer una masa considerablemente superior a la de este planeta, su tamaño es solo ligeramente mayor debido a la compresión gravitatoria que experimenta su interior.
La temperatura efectiva de HIP 99770 b es de aproximadamente 1300 K, suficiente para que su atmósfera emita una cantidad apreciable de radiación infrarroja, característica que facilitó su detección mediante técnicas de imagen directa. Los modelos atmosféricos indican que presenta una atmósfera densa dominada por hidrógeno y helio, con abundantes nubes formadas por silicatos y partículas de polvo mineral suspendidas en las capas superiores.
Las observaciones espectroscópicas realizadas con el instrumento Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC) permitieron identificar la presencia de vapor de agua y monóxido de carbono en su atmósfera, constituyendo una de las caracterizaciones químicas más detalladas realizadas sobre un exoplaneta descubierto por imagen directa. Estos estudios también sugieren que la relación entre carbono y oxígeno del planeta podría aportar información sobre el lugar donde se formó dentro de su sistema planetario y sobre los procesos de acreción que dieron origen al planeta.
Debido a su juventud, estimada en unos 264 millones de años, HIP 99770 b aún conserva parte del calor liberado durante su formación, por lo que continúa enfriándose y contrayéndose lentamente con el paso del tiempo. Esta característica lo convierte en un objeto especialmente valioso para estudiar la evolución temprana de los planetas gigantes y contrastar los modelos teóricos sobre su estructura interna y evolución térmica.
Sistema planetario
Hasta la fecha, HIP 99770 b es el único planeta confirmado en el sistema de HIP 99770. Orbita su estrella anfitriona a una distancia media de aproximadamente 16,9 unidades astronómicas, equivalente a una separación similar a la existente entre el Sol y Urano. Completa una órbita alrededor de la estrella en aproximadamente 51 años terrestres y presenta una excentricidad cercana a 0,25, lo que indica que su órbita es moderadamente elíptica.
La estrella HIP 99770 es una estrella joven de tipo espectral A, con una masa cercana a 1,85 masas solares y una edad estimada de unos 264 millones de años. Su juventud convierte al sistema en un laboratorio natural para estudiar las primeras etapas de evolución de los sistemas planetarios y los mecanismos responsables de la formación de planetas gigantes masivos.
Los análisis dinámicos realizados tras el descubrimiento indican que la órbita de HIP 99770 b es estable y compatible con la presencia de un único planeta gigante a gran distancia de su estrella. Hasta el momento no se han confirmado otros exoplanetas ni discos de escombros alrededor de HIP 99770, aunque futuras observaciones con telescopios de mayor sensibilidad podrían detectar compañeros de menor masa o estructuras circumestelares que hayan pasado desapercibidas.
La combinación de una estrella elativamente brillante, un planeta masivo ampliamente separado de ella y una edad joven convierte al sistema HIP 99770 en un objetivo de especial interés para futuras campañas de observación mediante imagen directa y espectroscopía de alta resolución. Estas observaciones permitirán mejorar las estimaciones de la masa, la órbita y la composición atmosférica del planeta, así como poner a prueba los modelos actuales sobre la formación y evolución de planetas gigantes.
Observación
HIP 99770 b ha sido observado principalmente mediante la técnica de imagen directa, que permite registrar la radiación emitida por el propio planeta y separarla del intenso brillo de su estrella anfitriona mediante el uso de óptica adaptativa extrema y coronógrafos.
Las observaciones iniciales fueron realizadas con el instrumento SCExAO/CHARIS del Telescopio Subaru y posteriormente complementadas con datos obtenidos mediante el instrumento NIRC2 del Observatorio W. M. Keck. La combinación de estas observaciones con las mediciones astrométricas del satélite Gaia permitió determinar con mayor precisión la masa y la órbita del planeta.
La espectroscopía de alta resolución obtenida con el instrumento Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC) permitió detectar vapor de agua y monóxido de carbono en la atmósfera de HIP 99770 b, además de estudiar la presencia de nubes y otras propiedades químicas de su atmósfera.
Debido a sus características, HIP 99770 b constituye un objetivo de interés para futuras observaciones con telescopios terrestresde nueva generación. Su estudio contribuirá a comprender mejor la formación y evolución de los planetas gigantes obtenidos mediante imagen directa y servirá para poner a prueba nuevos modelos atmosféricos.
Referencias
Categoría:Planetas extrasolares Categoría:Objetos astronómicos descubiertos en 2023 Categoría:Constelación de Cygnus Categoría:Gigantes gaseosos