Desde arriba de un planeta de aproximadamente el doble del tamaño de Júpiter, la concepción de este artista muestra la estrella que el planeta está orbitando y el compañero binario de esa estrella en la distancia. Crédito: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
Los astrónomos han descubierto un Júpiter-como un planeta que orbita alrededor de una estrella cercana, que es una de un par binario, al rastrear con precisión un pequeño, casi imperceptible, bamboleo en el movimiento de esa estrella a través del espacio. Su trabajo produjo la primera determinación de la estructura tridimensional completa de las órbitas de un par binario de estrellas y un planeta que orbita una de ellas. Este logro puede proporcionar nuevos conocimientos valiosos sobre el proceso de formación de planetas, dijeron los astrónomos. Este avance se realizó utilizando la National Science Foundation's Matriz de línea de base muy larga (VLBA).
Aunque más de 5,000 planetas extrasolares se han descubierto hasta ahora, solo tres se han descubierto utilizando una técnica llamada astrometría, que se utilizó para producir este descubrimiento. Sin embargo, la hazaña de determinar la arquitectura tridimensional de un sistema estelar binario que incluye un planeta “no se puede lograr con otros exoplaneta métodos de descubrimiento”, dijo Salvador Curiel, de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).
“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 Curiel.
En la concepción de este artista, una estrella pequeña (naranja) está orbitada por un planeta similar a Júpiter (azul) y por una estrella compañera más distante (roja). Crédito: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
Las dos estrellas, que juntas se llaman GJ 896AB, están a unos 20 años luz de la Tierra. Eso los convierte en vecinos cercanos de los nuestros según los estándares astronómicos. Son estrellas enanas rojas, el tipo de estrella más común en nuestro Vía Láctea galaxia. El más grande, alrededor del cual orbita el planeta, tiene alrededor del 44 por ciento de la masa de nuestro Sol, mientras que el más pequeño tiene alrededor del 17 por ciento de la masa del Sol. Están separados por una distancia de Neptuno del Sol, y orbitan entre sí una vez cada 229 años.
Para su estudio de GJ 896AB, los astrónomos combinaron datos de observaciones ópticas del sistema realizadas entre 1941 y 2017 con datos de observaciones de VLBA entre 2006 y 2011. También realizaron nuevas observaciones de VLBA en 2020. La resolución súper nítida del VLBA en todo el continente, con su fantástica capacidad para ver detalles finos produjo mediciones extremadamente precisas de las posiciones de las estrellas a lo largo del tiempo. Un extenso análisis de los datos realizado por los astrónomos reveló los movimientos orbitales de las estrellas, así como su movimiento común a través del espacio.
La animación del artista ilustra los movimientos orbitales de un par de estrellas binarias y un planeta que orbita una de las estrellas. Crédito: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF
La existencia del planeta fue revelada por un seguimiento detallado del movimiento de la estrella más grande que mostró un ligero bamboleo. El efecto gravitatorio del planeta sobre la estrella provoca el bamboleo. La estrella y el planeta orbitan una ubicación entre ellos llamada baricentro, que representa su centro de masa común. Cuando esa ubicación está lo suficientemente lejos de la estrella, el movimiento de la estrella a su alrededor puede ser detectable.
Según los cálculos de los astrónomos, el planeta tiene aproximadamente el doble de la masa de Júpiter y orbita la estrella cada 284 días. Su distancia a la estrella es ligeramente menor que Venus' distancia del Sol. La órbita del planeta está inclinada aproximadamente 148 grados con respecto a 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 Gisela Ortiz-León, de la UNAM y del Instituto Max Planck de Radioastronomía. "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", agregó.
“Estudios detallados adicionales de este y otros sistemas similares pueden ayudarnos a obtener información importante sobre cómo se forman los planetas en sistemas binarios. Hay teorías alternativas para el mecanismo de formación, y posiblemente más datos puedan indicar cuál es más probable”, dijo Joel Sánchez-Bermúdez, de la UNAM. “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”, agregó.
La técnica astrométrica será una herramienta valiosa para caracterizar más sistemas planetarios, dijeron los astrónomos. “Podemos hacer mucho más trabajo como este con la planificación VLA de próxima generación (ngVLA)”, dijo Amy Mioduszewski, del Observatorio Nacional de Radioastronomía. “Con él, podremos encontrar planetas tan pequeños como la Tierra”.
Los astrónomos informaron de sus hallazgos en la edición del 1 de septiembre de la Revista astronomica.
Referencia: “Arquitectura orbital 3D de un sistema binario enano y su compañero planetario” por Salvador Curiel, Gisela N. Ortiz-León, Amy J. Mioduszewski y Joel Sanchez-Bermudez, 1 de septiembre de 2022, Revista astronomica.
DOI: 10.3847/1538-3881/ac7c66
El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la Fundación Nacional de Ciencias, operado bajo acuerdo de cooperación por Associated Universities, Inc.
