Hasta la fecha, 5.084 planetas extrasolares han sido confirmados en 3.811 sistemas planetarios, con otros 8.912 candidatos en espera de confirmación. Estos descubrimientos han proporcionado a los astrónomos una muestra detallada de los tipos de planetas que existen en nuestro Universo, que van desde gigantes gaseosos varias veces del tamaño de Júpiter hasta cuerpos rocosos más pequeños como la Tierra. Hasta ahora, la gran mayoría de estos se han descubierto utilizando métodos indirectos, como el método de tránsito (fotometría de tránsito) y el método de velocidad radial (espectroscopia Doppler), mientras que el resto se ha detectado utilizando otros medios.
En un estudio reciente, un equipo internacional de astrónomos utilizó la National Science Foundation (NSF) Matriz de línea de base muy larga (VLBA) para detectar un planeta similar a Júpiter que orbita en un sistema binario (GJ 896AB) ubicado a unos 20 años luz de la Tierra. Usando un método conocido como astrometría, el equipo logró detectar este planeta por el «bamboleo» que hace mientras orbita la mayor de las dos estrellas del sistema. Además, este método permitió al equipo crear la primera arquitectura tridimensional de un sistema binario y un planeta que orbita alrededor de una de sus estrellas.
El equipo de investigación estuvo encabezado por el Dr. Salvador Curiel Ramírez, investigador del Instituto de Astronomía de la universidad nacional autonoma de mexico (UNAM). Lo acompañaron colegas de la UNAM e investigadores de la Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIFR) y el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO). El artículo que describe su investigación, titulado “Arquitectura orbital 3D de un sistema binario enano y su compañero planetario”, fue publicado el 1 de septiembre en El diario astronómico.
El sistema bajo estudio, GJ 896AB, consta de dos estrellas enanas rojas que se orbitan entre sí. El más grande de los dos, el que orbita el exoplaneta similar a Júpiter (GJ 896 Ab), tiene aproximadamente un 44% de la masa de nuestro Sol, mientras que el más pequeño tiene aproximadamente un 17% de la masa. Están separados por una distancia cercana a la distancia entre Neptuno y el Sol (~30 UA) y tienen un período orbital de 229 años. Como explicó el Dr. Curiel en un NRAO presione soltarel mapeo 3D que realizaron no se pudo lograr con otros métodos de descubrimiento de exoplanetas.
“Dado que la mayoría de las estrellas están en sistemas binarios o múltiples, poder comprender sistemas como este nos ayudará a comprender la formación de planetas en general”, dijo. Además, las estrellas de tipo M (enanas rojas) son las más comunes en el Universo y representan aproximadamente el 75% de las estrellas solo en la Vía Láctea. Estas estrellas más tenues y de baja masa pueden permanecer en su etapa de secuencia principal hasta por diez billones de años y son notables por albergar planetas rocosos más pequeños, como Proxima b y d y el sistema de siete planetas de TRAPPIST-1.
Para su estudio, el Dr. Curiel y sus colegas combinaron datos de VLBA obtenidos entre 2006 y 2011 (y nuevos datos obtenidos en 2020) con observaciones realizadas del sistema entre 1941 y 2017. La resolución proporcionada por los diez telescopios de VLBA en los EE. UU. produjo resultados extremadamente mediciones precisas de las posiciones de las estrellas a lo largo del tiempo. Luego realizaron un extenso análisis de los datos que revelaron los movimientos orbitales de las estrellas y sus movimientos comunes a través del espacio. Este proceso, donde se mide la posición y el movimiento propio de las estrellas, se conoce como Astrometría.
Su evaluación detallada del movimiento de la estrella más grande mostró un ligero bamboleo resultante de un efecto gravitatorio en la estrella, lo que reveló la existencia del planeta que la orbita. Basándose en el nivel de influencia gravitatoria, el equipo calculó que este planeta es un gigante gaseoso, aproximadamente el doble de la masa de Júpiter. También determinaron que orbita su estrella madre a una distancia ligeramente menor que la de Venus del Sol, tiene un período orbital de 284 días y se incluye aproximadamente a 148 grados de las órbitas de las dos estrellas.
“Esto significa que el planeta se mueve alrededor de la estrella principal en dirección opuesta a la de la estrella secundaria alrededor de la estrella principal”, dijo la coautora Gisela Ortiz-León, investigadora de la UNAM y el MPIA. «Esta es la primera vez que se observa una estructura dinámica de este tipo en un planeta asociado con un sistema binario compacto que presumiblemente se formó en el mismo disco protoplanetario».
La técnica astrométrica será una valiosa herramienta para caracterizar más sistemas planetarios, que se beneficiarán de observatorios como el previsto Arreglo muy grande de próxima generación (ngVLA). Esta red masiva constará de 244 antenas parabólicas de 18 metros (59 pies) repartidas en una distancia de 8.860 km (5.505 millas), con una matriz adicional de espacio corto de 19 antenas parabólicas de 6 metros (20 pies) en el corazón de el telescopio La sensibilidad mejorada permitirá a los astrónomos detectar planetas rocosos más pequeños que orbitan más cerca de sus estrellas, donde es más probable que residan planetas «similares a la Tierra». Dijo el coautor Joel Sánchez-Bermúdez de la UNAM:
“Estudios detallados adicionales de este y otros sistemas similares pueden ayudarnos a obtener información importante sobre cómo se forman los planetas en sistemas binarios. Existen teorías alternativas para el mecanismo de formación, y posiblemente más datos puedan indicar cuál es la más probable. En particular, los modelos actuales indican que es muy poco probable que un planeta tan grande acompañe a una estrella tan pequeña, por lo que tal vez esos modelos deban ajustarse”.
Otras lecturas: NRAO