Los nuevos exoplanetas descubiertos que desafían lo que sabemos de astronomía

Entre la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) han hallado y estudiado un nuevo sistema planetario: TOI-178, a unos doscientos años luz, en la constelación de Sculptor. Ahora sabemos más sobre este sistema que consta de seis planetas girando alrededor de una misma estrella; aunque cinco de ellos lo hacen en una rítmica e interesante danza, según ha comprobado el satélite CHEOPS. ¿Qué sabemos de este nuevo sistema planetario?

Estudiar exoplanetas y otros sistemas planetarios es muy importante para entender la evolución del nuestro. Y este es uno de los motivos por lo que se monitorizan y estudian los exoplanetas. Este lunes se han publicado en la revista Astronomy & Astrophysics los resultados sobre el sistema TOI-178. Esta investigación ha sido liderada por Adrien Leleu, de la Universidad de Ginebra y la Universidad de Berna (Suiza).

Danza rítmica

Fue el satélite TESS de la NASA el que encontró el sistema planetario y apuntó que tendría dos o más exoplanetas. Sin embargo, fue CHEOPS el que detectó el resto de exoplanetas y ayudó a conocerlos mejor.

El sistema cuenta con seis planetas, aunque cinco de ellos “siguen una danza rítmica a lo largo de su órbita”, explica en un comunicado de prensa la ESA. Esto es un fenómeno que conocemos como resonancia orbital “e implica la existencia de patrones que se repiten conforme los planetas giran alrededor de la estrella, haciendo que algunos de ellos queden alineados cada pocas órbitas”, señalan desde la agencia espacial.

¿Esto qué significa? Pues que los planetas, según van dando vueltas, cumplen un patrón en el que cada determinado número de giros alrededor del astro de cada exoplaneta se terminan alineando. No es una situación nueva. De hecho, la propia ESA explica que es un fenómeno que hemos visto en tres de las lunas de Júpiter: Io, Europa y Ganimedes. Es decir, que “por cada órbita de Europa, Ganimedes completa dos e Io, cuatro”. El patrón que describen es 4:2:1.

En el caso del sistema planetario TOI-178 hay hasta cinco planetas implicados. El primero no está dentro de esta danza rítmica, por lo que el patrón comienza con el segundo planeta más cerca de este astro y es 18:9:6:4:3. Es decir, que cada 18 vueltas del primer planeta los cinco planetas se alinean.

CHEOPS encuentra el planeta ‘perdido’

De hecho, en un primer momento pensaban que solo se trataba de cinco planetas y que eran cuatro los que cumplían con este patrón. Sin embargo, los número del patrón no cuadraban y buscaron un planeta más. Y ahí estaba, el planeta perdido, en el cuarto puesto del patrón y el quinto planeta del sistema planetario.

Predijimos su trayectoria con mucha precisión al asumir que estaría en resonancia con el resto de los planetas”, explica Adrien en el comunicado. Tras usar CHEOPS para comprobar si había un planeta perdido, dieron con él en la órbita predicha.

La densidad, el siguiente paso

Después de encontrar esta danza y al planeta perdido, los investigadores pasaron al siguiente punto: la densidad de los planetas. En concreto, querían saber si también tenían un patrón organizado, como con las órbitas. Sin embargo, tras combinar datos de CHEOPS con los de observatorios terrestres del Paranal; que pertenece al Observatorio Europeo Austral (ESO), en Chile, vieron que no se seguía ningún patrón.

De hecho, “a uno de los planetas, denso y de tipo terrestre como el nuestro, lo sigue otro de tamaño similar pero muy esponjoso, como un minijúpiter, y después viene otro muy parecido a Neptuno”, explican en el comunicado.

No es lo que nos esperábamos, y es la primera vez que observamos una distribución así en un sistema planetario”, señala Adrien. “En los pocos sistemas que conocemos cuyos planetas orbitan en resonancia, la densidad va disminuyendo a medida que nos alejamos de la estrella, y eso es lo que esperábamos en teoría”.

En definitiva, aunque el patrón en el que se mueven estos exoplanetas no tiene nada de extraño y ya lo hemos visto antes; sí es raro que no se cumpla el patrón de densidad de los planetas, en el que esta va disminuyendo. Y esto es lo que verdaderamente ha llamado la atención de los investigadores.

¿Podemos saber por qué ha sucedido esto? En realidad, dar una respuesta categorica es difícil. Sin embargo, los investigadores se aventuran a intentar dar una explicación. Esta diferencia entre las densidades podría ser el resultado de “eventos catastróficos, como grandes impactos”, que hubieran alterado el sistema planetario. Pero si eso hubiera sido así, “el sistema TOI-178 no presentaría un patrón tan armónico”.

“Las órbitas de este sistema están muy bien ordenadas, lo que indica que ha evolucionado sin grandes sobresaltos desde su nacimiento”, ilustra Yann Alibert, de la Universidad de Berna y coautor del estudio.

Los investigadores necesitaron utilizar 11 días seguidos CHEOPS para dar con todos estos datos. Y esperan poder volver a utilizarlo para observar este sistema planetario: “Queremos averiguar qué pasó con el planeta más interno para que no esté en resonancia con los demás. Sospechamos que dejó de estarlo debido a las fuerzas de marea“, señala Adrien.

Además, dado que ninguno de estos seis planetas se encuentra en la zona de habitabilidad de su estrella, también planean seguir observando. Y es que la danza rítmica deja hueco a que haya otros planetas que todavía no se hayan encontrado y puedan ser potencialmente habitables.

La relación entre España y CHEOPS

ESA/ATG medialab
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A pesar de las críticas tras el satélite de INGENIO hacia España, la realidad es que la industria aeroespacial de este país ya tenía experiencia previa. De hecho, Paz fue el primer satélite español enviado al espacio en 2018. Pero después llego CHEOPS, un proyecto que al que ESA confió su construcción a España y que, ahora, podemos comprobar que tiene buenos resultados.

El satélite construido en su mayor parte en España es empleados por astrónomos para observar cientos de exoplanetas conocidos que orbitan estrellas brillantes.

El artículo Los nuevos exoplanetas descubiertos que desafían lo que sabemos de astronomía se publicó en Hipertextual.

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