ESO : Un Sorprendente Planeta con Tres Soles

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Un equipo de astrónomos ha utilizado el instrumento SPHERE, instalado en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, para obtener una imagen del primer planeta encontrado en una amplia órbita dentro de un sistema triple de estrellas. Se supone que la órbita de un planeta de este tipo debería ser inestable, probablemente dando como resultado la rápida eyección del planeta, que sería expulsado del sistema. Pero, de alguna manera, este ha permanecido en él. Esta inesperada observación sugiere que este tipo de sistemas puede ser más común de lo que se pensaba. Los resultados se publicarán en línea en la revista Science el 07 de julio de 2016.

El planeta natal de Luke Skywalker, Tatooine (en la saga de Star Wars, La Guerra de las Galaxias), era un extraño mundo con dos soles en el cielo. Pero ahora los astrónomos han encontrado un planeta en un sistema aún más exótico, en el que un observador experimentaría la luz constante del día o podría disfrutar de amaneceres y puestas de sol triples cada día, dependiendo de las estaciones, más largas que una vida humana.

Este mundo ha sido descubierto por un equipo de astrónomos liderado por la Universidad de Arizona (Estados Unidos), usando imagen directa en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile. El planeta, HD 131399Ab [1] no se parece a ningún otro mundo conocido —su órbita alrededor de la más brillante de las tres estrellas es la más grande descubierta hasta ahora dentro de un sistema estelar múltiple. Tales órbitas suelen ser inestables debido a la compleja y cambiante atracción gravitatoria de las otras dos estrellas del sistema, y se pensaba que la existencia de planetas en órbitas estables era muy poco probable.

Situado a unos 320 años luz de la Tierra, en la constelación de Centauro, HD 131399Ab tiene unos 16 millones de años de edad, lo que lo convierte también en uno de los exoplanetas más jóvenes descubiertos hasta la fecha y en uno de los pocos planetas de los que se ha obtenido una imagen directa. Con una temperatura de alrededor de 580 grados centígrados y una masa estimada de cuatro masas de Júpiter, es también uno de los exoplanetas más fríos y menos masivos captados con imagen directa.

"HD 131399Ab es uno de los pocos exoplanetas que han sido captados con imagen directa y es el primero con una configuración dinámica tan interesante", afirma Daniel Apai, de la Universidad de Arizona (EE.UU.) y uno de los coautores del nuevo artículo.

"Aproximadamente durante la mitad de la órbita del planeta, que dura 550 años terrestres, pueden verse tres estrellas en el cielo; las dos más débiles están siempre mucho más cerca la una de la otra y cambian su aparente separación con respecto de la estrella más brillante a lo largo del año", añade Kevin Wagner, primer autor del artículo y descubridor de HD 131399Ab [2].

Kevin Wagner, estudiante de doctorado en la Universidad de Arizona, identificó al planeta entre cientos de planetas candidatos y dirigió las observaciones de seguimiento para verificar su naturaleza.

El planeta también marca el primer descubrimiento de un exoplaneta con el instrumento SPHERE, instalado en el VLT. SPHERE es sensible a la luz infrarroja, lo que le permite detectar las firmas de calor de los planetas jóvenes. Cuenta además con sofisticadas funciones que corrigen perturbaciones atmosféricas y bloquean la luz de las estrellas del sistema, ya que, de otro modo, su luz nos cegaría.

Aunque serán necesarias más observaciones a largo plazo para determinar con precisión la trayectoria del planeta entre sus estrellas anfitrionas, las observaciones y simulaciones parecen sugerir la siguiente hipótesis: se estima que la estrella más brillante es un ochenta por ciento más masiva que el Sol y dobla a HD 131399A, que a su vez está orbitada por las estrellas menos masivas, B y C, a unas 300 ua (una ua o unidad astronómica es igual a la distancia media entre la Tierra y el Sol). Al mismo tiempo, B y C giran una alrededor de la otra, separadas por una distancia aproximadamente igual a la que hay entre el Sol y Saturno.

En este escenario, el planeta HD 131399Ab viaja alrededor de la estrella A en una órbita alrededor de dos veces la de Plutón, si se compara con el Sistema Solar, y pone al planeta en una distancia de un tercio de la separación entre la estrella A y el par B/C. Los autores señalan que se pueden dar varios escenarios, y el veredicto de la estabilidad a largo plazo del sistema tendrá que esperar observaciones de seguimiento planificadas que establecerán la órbita del planeta con mayor precisión.

"Si el planeta estuviera más lejos de la estrella más masiva del sistema, sería expulsado del sistema", explica Apai. "Nuestras simulaciones por ordenador han demostrado que este tipo de órbita puede ser estable, pero si cambias algo del entorno, aunque sea solo un poco, pueden convertirse en inestables muy rápidamente".

Los planetas en sistemas estelares múltiples son de especial interés para los astrónomos y los científicos planetarios, ya que proporcionan un ejemplo de cómo funciona el mecanismo de formación planetaria en estos escenarios más extremos. Aunque a nosotros, que vivimos en nuestra órbita alrededor de nuestra solitaria estrella, los sistemas estelares múltiples nos parezcan exóticos, se trata, en realidad, de sistemas tan comunes como las estrellas individuales.

"No está claro cómo este planeta terminó teniendo esa órbita amplia en este sistema extremo, y no podemos decir todavía lo que esto implica para una comprensión más amplia de los tipos de sistemas planetarios, pero muestra que hay más variedad de la que se ha considerado posible hasta ahora", concluye Kevin Wagner. "Lo que sí sabemos es que, aunque los planetas en sistemas múltiples estelares se han estudiado mucho menos, son potencialmente tan numerosos como los planetas en sistemas de estrellas individuales".

Notas

[1] Las tres componentes de la estrella triple se denominan HD 131399A, HD 131399B y HD 131399C respectivamente, en orden decreciente de brillo. El planeta orbita la estrella más brillante y por lo tanto, se llama HD 131399Ab.

[2] Durante gran parte del año del planeta las estrellas aparecerían juntas en el cielo, dándole un lado de noche y un lado de día y una única triple puesta de sol y amanecer cada día. A medida que el planeta se mueve a lo largo de su órbita, las estrellas se separan un poco cada día, hasta llegar a un punto donde el amanecer de una coincide con la puesta de la otra —momento en que el planeta está casi constantemente de día en un cuarto de su órbita o, aproximadamente, durante 140 años terrestres.

Información adicional

Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico titulado “Direct Imaging Discovery of a Jovian Exoplanet Within a Triple Star System”, por K. Wagner et al., que aparece en la revista Science el 7 de julio de 2016.

El equipo está formado por Kevin Wagner (Observatorio Steward, Universidad de Arizona, Tucson, Arizona, EE.UU.); Dániel Apai (Observatorio Steward y Laboratorio Lunar y Planetario, Universidad de Arizona, Tucson, Arizona, EE.UU.); Markus Kasper (ESO, Garching, Alemania), Kaitlin Kratter (Observatorio Steward, Universidad de Arizona, Tucson, Arizona, EE.UU.); Melissa McClure (ESO, Garching, Alemania); Massimo Robberto (Instituto de Ciencia con el Telescopio Espacial, Baltimore, Maryland, EE.UU.) y Jean-Luc Beuzit (Universidad Grenoble Alpes, Instituto de Planetología y de Astrofísica de Grenoble, Grenoble, Francia; Centro Nacional de Investigaciones Científicas).

ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de dieciséis países: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con el país anfitrión, Chile. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía) trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del mundo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Además, cerca de Paranal, en Cerro Armazones, ESO está construyendo el E-ELT (European Extremely Large Telescope), el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.

El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.