Under de senaste 25 åren har astronomer upptäckt en mängd olika exoplaneter, gjord av sten, is och gas, tack vare konstruktionen av astronomiska instrument utformade speciellt för planetsökningar. Också, med hjälp av en kombination av olika observationstekniker har de kunnat bestämma ett stort antal massor, storlekar, och därav densiteter av planeterna, vilket hjälper dem att uppskatta sin inre sammansättning och höjer antalet planeter som har upptäckts utanför solsystemet.

Dock, att studera atmosfären på stenplaneterna, vilket skulle göra det möjligt att fullständigt karakterisera de exoplaneter som liknar jorden, är extremt svårt med nuvarande tillgängliga instrument. Av den anledningen, de atmosfäriska modellerna för steniga planeter förblir oprövade.

Så det är intressant att astronomerna i CARMENES (Calar Alto högupplöst sökning efter M-dvärgar med Exoearths med Near-infrared och optiska échelle Spectrographs), konsortium där Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) är partner, har nyligen publicerat en studie, ledd av Trifon Trifonov, en astronom vid Max Planck Institute for Astronomy i Heidelberg (Tyskland), om upptäckten av en het superjord i omloppsbana runt en närliggande röd dvärgstjärna Gliese 486, bara 26 ljusår från solen.

För att göra detta använde forskarna de kombinerade teknikerna för transitfotometri och radiell hastighetsspektroskopi, och används, bland andra, observationer med instrumentet MuSCAT2 (Multicolour Simultaneous Camera for studying Atmospheres of Transiting exoplanets) på 1,52 m Carlos Sánchez-teleskopet vid Teide-observatoriet. Resultaten av denna studie har publicerats i tidskriften Vetenskap .

Planeten de upptäckte, heter Gliese 486b, har en massa 2,8 gånger jordens, och är bara 30% större. "När vi beräknar dess medeldensitet utifrån mätningarna av dess massa och radie drar vi slutsatsen att dess sammansättning liknar Venus eller jordens, som har metallkärnor inuti dem, " förklarar Enric Pallé, en IAC-forskare och en medförfattare till artikeln.

Gliese 486b kretsar runt sin värdstjärna på en cirkulär bana var 1,5 dag, på ett avstånd av 2,5 miljoner kilometer. Trots att den är så nära dess stjärna, planeten har förmodligen bevarat en del av sin ursprungliga atmosfär (stjärnan är mycket kallare än vår sol) så att den är en bra kandidat att observera mer i detalj med nästa generations rymd- och markteleskop.

För Trifonov, "det faktum att den här planeten är så nära solen är spännande eftersom det kommer att vara möjligt att studera den mer i detalj med hjälp av kraftfulla teleskop som det förestående rymdteleskopet James Webb och ELT (Extremely Large Telescope) som nu byggs."

Gliese 486b tar lika lång tid att snurra runt sin axel som att kretsa runt sin värdstjärna, så att den alltid har samma sida vänd mot stjärnan. Även om Gliese 486 är mycket svagare och svalare än solen, the radiation is so intense that the surface of the planet heats up to at least 700K (some 430 degrees C). På grund av detta, the suface of Gliese 486b is probably more like the surface of Venus that that of the Earth, with a hot dry landscape, with burning rivers of lava. Dock, unlike Venus, Gliese 486b may have a thin atmosphere.

Calculations made with existing models of planetary atmospheres can be consistent with both hot surface and thin atmosphere scenarios because stellar irradiation tends to evaporate the atmosphere, while the planet's gravity tends to hold it back. Determining the balance between the two contributions is difficult today.

"The discovery of Gliese 486b has been a stroke of luck. If it had been around a hundred degrees hotter all its surface would be lava, and its atmosphere would be vaporized rock, " explains José Antonio Caballero, a researcher at the Astrobiology Centre (CAB, CSIC-INTA) and co-author of the article. "Å andra sidan, if Gliese 486b had been around a hundred degrees cooler, it would not have been suitable for the follow-up observations."

Future planned observations by the CARMENES team will try to determine its orbital inclination, which makes it possible for Gliese 486b to cross the line of sight between us and the surface of the star, oculting some of its light, and producing what are known as transits.

They will also make spectroscopic measurements, using emission spectroscopy, when the areas of the hemisphere lit up by the star are visible as phases of the planet (analagous to the phases of our Moon), during the orbits of Gliese 486b, before it disappears behind the star. The spectrum observed will contain information about the conditions on the illuminated hot surface of the planet.

"We can't wait until the new telescopes are available, " admits Trifonov. "The results we may obtain with them will help us to get a better understanding of the atmospheres of rocky planets, their extensión, their very high density, their composition, and their influence in distributing energy around the planets.

The CARMENES project, whose consortium is made up by 11 research institutions in Spain and Germany, has the aim of monitoring a set of 350 red dwarf stars to seek planets like the Earth, using a spectrograph on the 3.5 m telescope at the Calar Alto Observatory (Spain). The present study has also used spectroscopic measurements to infer the mass of Gliese 486b. Observations were made with the MAROON-X instrument on Gemini North (8.1m) in the USA, and archive data were taken from the Keck 10 m telescope (USA) and the 3.6m telescope of ESO, (Chile).

The photometric observations come from NASA's TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) space observatory, (USA), whose data were basic for obtaining the radius of the planet, from the MuSCAT2 instrument on the 1.52m Carlos Sánchez Telescope at the Teide Observatory (Spain) and from the LCOGT (Las Cumbres Observational Global Telescope) in Chile, bland andra.