Descifran un sistema de exoplanetas raro que "no ha cambiado en mil millones de años"
Sólo un 1% de estos conjuntos sobreviven tanto tiempo sin sufrir cambios desde su formación
BarcelonaHasta ahora, astrónomos y astrofísicos han descubierto más de 5.000 planetas que giran en torno a una estrella distinta del Sol, los llamados exoplanetas. Durante años, sin embargo, ha habido uno que ha desconcertado a los investigadores. Se trata de un misterioso conjunto de seis exoplanetas que tienen tamaños que oscilan entre el radio de Neptuno (24.622 km) y el de la Tierra (6.371 km) y que se ha confirmado que orbitan alrededor de una estrella brillante , la HD 110067. Según ha publicado este miércoles la revista Nature Communications, este astro se encuentra en la constelación de Coma Berenices (o de la Cabellera de Berenice), a unos 100 años luz de distancia, y es imperturbable: es decir, su arquitectura prácticamente no se ha modificado desde su marcha formar.
"Este hallazgo nos muestra la configuración prístina de un sistema planetario que ha sobrevivido sin apenas alteraciones", afirma el autor principal de este estudio observacional, el astrofísico de la Universidad de Chicago Rafael Luque. Los planetas subneptunos se encuentran en órbitas cercanas en torno a más de la mitad de todas las estrellas similares al Sol, pero los detalles de su composición, formación y evolución aún no se conocen del todo.
El satélite de encuesta de exoplanetas en tráfico (TESS) de la NASA reveló, entre 2020 y 2022, varias caídas en el brillo de la estrella HD 110067 que indicarían que había planetas pasando por delante de su superficie (planetas en tránsito). De hecho, hasta ahora esta estrella, que tiene una masa y un radio de aproximadamente el 80% de los del Sol y visible desde el hemisferio norte de la Tierra, es la más brillante que se ha encontrado con más de cuatro exoplanetas en tránsito, señalan los autores.
En 2020, un análisis preliminar reveló dos posibles planetas, uno con un período orbital –el tiempo que se necesita para completar una órbita alrededor de la estrella– de 5,642 días y el otro con un período que todavía no se ha podido determinar. Dos años después, Luque y sus colegas decidieron "pescar señales" entre todos los períodos potenciales que podrían tener esos planetas.
Mediante las observaciones adicionales del satélite ExOPlanet del observatorio CHaracterising ExOPlanets Satellite (Cheops), de la Agencia Espacial Europea, los investigadores confirmaron la existencia de un tercer planeta que formaría parte de este sistema y se dieron cuenta de que habían encontrado la clave para descifrar al conjunto, ya que vieron que los tres planetas estaban en una resonancia orbital. Esto significa que los exoplanetas ejercen fuerzas regulares entre sí mientras orbitan.
De la predicción del tiempo que el planeta más interior y el más exterior tardan en orbitar –de 9 a 54 días, respectivamente–, los autores concluyeron que el sistema cuenta con un total de seis exoplanetas. "Cheops nos dio esta configuración resonante que nos permitió predecir todos los demás períodos. Sin esta detección habría sido imposible”, explica Luque. Los sistemas de resonancia orbital son extremadamente importantes porque explican a los astrónomos la formación y evolución posterior del sistema planetario: "Y este descubrimiento es especialmente valioso porque la configuración orbital de los planetas muestra que este sistema no ha cambiado mucho desde su formación, hace más de mil millones de años", afirma el informe, firmado por Luque.
Atmósferas ricas en hidrógeno
En un comunicado, la Agencia Espacial Europea señala que los planetas en torno a las estrellas tienden a formarse en resonancia, pero pueden perturbarse fácilmente. Por ejemplo, en un planeta muy masivo un encuentro cercano con una estrella que ocurre o un acontecimiento de impacto gigante pueden interrumpir el equilibrio cuidadoso. De hecho, los sistemas con múltiples planetas que conservan su resonancia son poco comunes. "Pensamos que sólo un 1% de todos los sistemas se mantienen en resonancia", añade el astrofísico.
Según el estudio, la configuración actual de las órbitas planetarias en la HD 110067 descarta cualquier evento violento a lo largo de los miles de millones de años de historia, lo que la convierte en "un raro fósil" para estudiar los mecanismos de migración y las propiedades de su disco circumestelar en torno a un entorno virgen.
El estudio también ha permitido calcular los detalles de las órbitas, masas y densidades de los exoplanetas. En concreto, los autores han podido determinar que la masa de los planetas y sus densidades son relativamente bajas, lo que significaría que las atmósferas son grandes y ricas en hidrógeno. Desde el punto de vista académico, los seis exoplanetas se convierten en candidatos ideales para estudiar la composición de sus atmósferas mediante el telescopio espacial James Webb y los futuros telescopios europeos Ariel y Platón. sistemas resonantes de seis planetas conocidos, éste es el segundo que ha encontrado en sólo tres años", afirma el científico del proyecto de la Agencia Europea Espacial Maximilian Günther. Los investigadores creen que pueden existir más planetas dentro o más allá de la zona templada, aunque esta posibilidad todavía no se ha confirmado.
