Un sistema planetario con seis subneptunos encerrados en perfecta resonancia
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| Fuente: Thibaut Roger/NCCR PlanetS |
02 diciembre 2023.- Un equipo de investigadores dirigido por el astrónomo Rafael Luque de la Universidad de Chicago analizó los datos adquiridos tanto por el satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA como por el satélite de caracterización de exoplanetas (Cheops) de la ESA y encontró un sistema planetario único. Este sistema, que orbita una estrella catalogada como HD110067, contiene seis planetas subneptuno. Increíblemente, los seis planetas orbitan en resonancia directa entre sí. Los resultados del trabajo fueron publicados el 29 de noviembre en Nature .
En 2020, los datos de tránsito recopilados por TESS, que rastrea el cambio en el brillo de la estrella, revelaron al menos dos planetas. Sus órbitas eran de unos nueve días para el mundo más cercano y de catorce días para el mundo lejano. Además, los tránsitos proporcionaron indicios de varios planetas más. Luego, los datos de seguimiento de Keops identificaron un tercer planeta en órbita en veinte días.
A partir de estos períodos orbitales, Luque se dio cuenta de que estos tres planetas orbitaban en resonancia 3/2 entre sí. El planeta b, el más interior, orbita tres veces en el mismo tiempo que el planeta c, el siguiente, orbita dos veces. El planeta c orbita tres veces mientras que el planeta d orbita dos veces. Luego vinieron muchas matemáticas.
Trabajando a través de los cálculos para encontrar resonancias potenciales, el equipo comparó un conjunto de tránsitos con un planeta que orbita en 31 días. Nuevamente, la órbita era una resonancia 3/2, con el planeta d orbitando tres veces y el planeta e dos veces. Sin embargo, posiblemente hubo dos tránsitos más no coincidentes en los datos. TESS solo había observado cada uno de ellos una vez, lo que dificultaba la confirmación. Un planeta orbitó en 41 días; el otro en 55.
Para aumentar la dificultad, los datos de TESS que podrían haber confirmado que los dos planetas exteriores contenían luz excesiva de la Tierra y la Luna. Ingresan los científicos Joseph Twicken ( Instituto SETI , Centro de Investigación Ames de la NASA ) y David Rapetti (NASA Ames y USRA ), que estaban trabajando en un código para recuperar datos perdidos debido a la luz dispersa. Rapetti aplicó el código a los datos de TESS y encontró los dos tránsitos según lo previsto.
Si bien los sistemas multiplanetarios resultaron ser comunes, las órbitas resonantes de este sistema son especiales. Luque señala: "Creemos que sólo alrededor del uno por ciento de todos los sistemas permanecen en resonancia, y aún menos muestran una cadena de planetas en tal configuración". Mantenerse en resonancia con seis planetas significa que este sistema puede responder preguntas sobre la formación planetaria. Luque explica: "Nos muestra la configuración prístina de un sistema planetario que ha sobrevivido intacto".
Además de albergar un sistema planetario "intacto", HD110067 es la estrella más brillante conocida que alberga al menos cuatro planetas. Con órbitas cortas y cercanas, es probable que las atmósferas de estos subneptunos se hinchen. Y eso los convierte a todos en objetivos excelentes para futuras observaciones utilizando el Telescopio Espacial James Webb de NASA/ESA/CSA. Se espera que este tipo de mundos alberguen atmósferas basadas en hidrógeno, y hasta la fecha se han confirmado pocos ejemplos.
Luque concluye: “Este descubrimiento se va a convertir en un sistema de referencia para estudiar cómo se forman, evolucionan los subneptunos, el tipo de planetas más común fuera del sistema solar, de qué están hechos y si reúnen las condiciones adecuadas para sustentan la existencia de agua líquida en sus superficies”.
Este sistema proporciona a los científicos una gran cantidad de descubrimientos potenciales, desde responder preguntas sobre la formación planetaria y la evolución del sistema hasta caracterizar la composición atmosférica de los subneptunos. Y potencialmente darnos varios lugares más para buscar vida más allá de la Tierra.
Fuentes: comunicado de prensa de la ESA ; comunicado de prensa de la Universidad de Chicago ; blog de Exoplanetas de la NASA
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