Se ha descubierto un raro sistema estelar con seis exoplanetas cuya arquitectura no ha cambiado durante miles de millones de años.
Exoplaneta – foto ilustrativa. Crédito de la imagen: Pixabay (licencia gratuita de Pixabay)
La estrella HD110067, situada a 100 años luz de distancia en la constelación norteña de Coma Berenices, lleva años desconcertando a los investigadores. Ahora los científicos, incluidos los de la Universidad de Warwick, han revelado la verdadera arquitectura de este sistema inusual utilizando naves espaciales de la NASA y la ESA.
El primer indicio de planetas orbitando el extraño sistema estelar se produjo en 2020, cuando el Satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA detectó caídas en el brillo de la estrella que sugerían que los planetas pasaban entre la estrella y la nave espacial TESS. Un análisis preliminar reveló dos posibles planetas. Uno con un año (o período orbital -el tiempo que se tarda en completar una órbita alrededor de la estrella) de 5,64 días y otro con un período desconocido en ese momento.
Dos años después, TESS volvió a observar la misma estrella. El análisis de todos los datos descartó la interpretación original, pero presentó dos posibles planetas adicionales, cambiando completamente la imagen del sistema planetario.
Todavía se desconocía mucho sobre el sistema planetario, y fue entonces cuando Rafael Luque de la Universidad de Chicago y científicos de todo el mundo –incluidos los de la Universidad de Warwick– se unieron a la investigación. Utilizaron datos del satélite de caracterización de exoplanetas (CHEOPS) de la Agencia Espacial Europea (ESA), con la esperanza de determinar los períodos orbitales de estos planetas lejanos.
Los datos de CHEOPS fueron clave para confirmar la existencia de un tercer planeta en el sistema y el equipo encontró la clave para desbloquear todo el sistema. Ahora estaba claro que los tres planetas estaban en un patrón de órbitas conocido como «resonancia orbital». Por ejemplo, un planeta exterior tarda 20,52 días en orbitar, lo que está muy cerca de 1,5 veces el período orbital del siguiente planeta con 13,67 días. Esto a su vez es casi exactamente 1,5 veces el período orbital del planeta interior, con 9,11 días.
Thomas Wilson, Departamento de Física de la Universidad de Warwick, dijo: “Al establecer este patrón de órbitas de planetas, pudimos predecir otras órbitas de planetas que aún no habíamos detectado. A partir de esto, alineamos caídas en la luz de las estrellas previamente inexplicables observadas por CHEOPS y descubrimos tres planetas adicionales con órbitas más largas. Esto sólo fue posible con los datos cruciales de CHEOPS”.
Es extremadamente importante encontrar sistemas orbitalmente resonantes porque informan a los astrónomos sobre la formación y posterior evolución del sistema planetario. Los planetas alrededor de estrellas tienden a formarse en resonancia, pero sus órbitas pueden cambiar fácilmente.
Por ejemplo, un planeta muy masivo, un encuentro cercano con una estrella que pasa o un impacto gigante pueden alterar el cuidadoso equilibrio. Como resultado, muchos de los sistemas multiplanetarios conocidos por los astrónomos no están en resonancia, lo que significa que los sistemas multiplanetarios que conservan su resonancia son raros.
«Creemos que sólo alrededor del uno por ciento de todos los sistemas permanecen en resonancia», explica Rafael Luque. Por eso HD110067 es especial e invita a más estudios. «Nos muestra la configuración prístina de un sistema planetario que ha sobrevivido intacto».
“Como lo expresa nuestro equipo científico: CHEOPS está haciendo que descubrimientos sobresalientes parezcan ordinarios. De sólo tres sistemas resonantes de seis planetas conocidos, este es ahora el segundo encontrado por CHEOPS, y en sólo tres años de operaciones”, dice Maximilian Günther, científico del proyecto CHEOPS de la ESA.
HD110067 es el sistema más brillante conocido con cuatro o más planetas. Dado que todos esos planetas tienen un tamaño inferior a Neptuno y probablemente atmósferas más grandes, los convierte en candidatos ideales para estudiar la composición de sus atmósferas utilizando el Telescopio Espacial James Webb de NASA/ESA/CSA y el futuro telescopio Ariel de la ESA. Mientras que el próximo telescopio PLATO de la ESA, que se lanzará en 2026 y en el que la Universidad de Warwick desempeña un papel destacado, podría encontrar planetas en este sistema con años aún más largos.
Thomas Wilson añadió: “Todos estos planetas tienen atmósferas grandes, similares a las de Urano o Neptuno, lo que los hace perfectos para la observación con JWST. Sería fascinante comprobar si estos planetas son rocosos como la Tierra o Venus pero con atmósferas más grandes (superficies sólidas potencialmente con agua). Sin embargo, todos ellos son mucho más calientes que la Tierra, entre 170 y 530 grados centígrados, lo que haría muy difícil que existiera vida”.
“Un sextillizo resonante de subneptunos en tránsito por la estrella brillante HD 110067” por R. Luque et al. se publica hoy en Nature. DOI 10.1038/s41586-023-06692-3
Fuente: Universidad de Warwick
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