Los astrónomos confirman el exoplaneta con una órbita realmente extraña, muy parecida al ‘planeta nueve’

La mayoría de los más de 4.300 exoplanetas confirmados descubiertos hasta la fecha comparten algo en común: una órbita relativamente cercana a su estrella anfitriona.

Ahora, los astrónomos han encontrado algo extraordinario: un exoplaneta gigante en una extraña órbita de 15.000 años alrededor de una estrella binaria. Esta es la primera vez que los científicos logran caracterizar una órbita tan enorme.

El exoplaneta se llama HD 106906 b, con una frecuencia de 11 veces la masa de Júpiter. Orbita un par de estrellas calientes de secuencia principal de color amarillo-blanco llamadas HD 106906; estas estrellas tienen solo 15 millones de años y orbitan a su alrededor en apenas 100 días. Todo el sistema está a 336 años luz de distancia.

Si bien la ubicación es en general muy diferente de nuestro propio sistema solar, la enorme órbita del HD 106906 b recuerda a un objeto esquivo que los astrónomos esperan encontrar más cerca de casa: el hipotético planeta Nueve en órbita extremadamente ancha.

«Este sistema establece una comparación potencialmente única con nuestro sistema solar», dijo el astrónomo Meiji Nguyen de la Universidad de California, Berkeley.

“Está muy separado de sus estrellas anfitrionas en una órbita excéntrica y fuertemente desalineada, al igual que la predicción del Planeta Nueve. [raises] la cuestión de cómo estos planetas se formaron y evolucionaron a su configuración actual. «

La razón por la que la mayoría de los exoplanetas que encontramos están relativamente cerca de sus estrellas es bastante simple y tiene que ver con la forma en que generalmente encontramos y confirmamos los exoplanetas.

Hay dos métodos que se utilizan con mayor frecuencia: el método de tránsito, en el que los telescopios buscan débiles caídas en la luz de una estrella cuando un exoplaneta en órbita la pasa, llamado tránsito; y el método de oscilación, cambios muy pequeños en las longitudes de onda de la luz de una estrella cuando es arrastrada por la gravedad del exoplaneta.

Para ambos métodos, una sola inmersión a la luz de las estrellas o una sola oscilación podría ser cualquier cosa; en general, los astrónomos quieren algunas caídas u oscilaciones, a intervalos regulares, para confirmar un exoplaneta.

Entonces puede ver por qué algo en una órbita más grande sería más difícil de confirmar; Júpiter, por ejemplo, está en una órbita de 12 años. Entonces tendrías que mirar al cielo por un tiempo.

(NASA, ESA, M. Nguyen / UC Berkeley, R. De Rosa / ESO y P. Kalas / UC Berkeley / SETI Institute)

Pero el HD 106906 b, descubierto por primera vez en 2013, es una bestia rara: un exoplaneta que ha sido fotografiado directamente. La mayoría de las veces, los exoplanetas son demasiado débiles y están demasiado cerca de su estrella anfitriona para esto, pero la distancia de HD 106906b significa que no desaparece en el brillo brillante de sus estrellas binarias.

Sin embargo, determinar la órbita del exoplaneta no fue fácil. Para ello, un equipo de investigadores necesitaba datos del telescopio espacial Hubble. Retrocediendo 14 años en los archivos, lograron obtener más datos sobre la posición que cambia lentamente del HD 106906b a una distancia de 737 unidades astronómicas de sus estrellas.

Como puede imaginar, un exoplaneta en una órbita de 15.000 años no parecerá moverse mucho en 14 años, pero fue suficiente para que los astrónomos reconstruyeran la órbita.

El período orbital de 15.000 años es solo una parte de lo que aprendieron. La otra parte, más desconcertante, es que el exoplaneta se encuentra en una inclinación orbital alta, en un ángulo pronunciado con respecto al disco de desechos materiales que rodean las dos estrellas.

«Para enfatizar por qué esto es extraño, podemos mirar nuestro propio sistema solar y ver que todos los planetas están aproximadamente en el mismo plano». Nguyen dijo.

“Sería extraño si, digamos, Júpiter estuviera inclinado 30 grados desde el plano en el que orbitan todos los demás planetas. Esto plantea todo tipo de preguntas sobre cómo el HD 106906 b terminó hasta ahora en una órbita tan inclinada. «

Una posibilidad es que el HD 106906 b no haya nacido en órbita alrededor de estrellas binarias. En este escenario, el exoplaneta habría sido un espacio errante sin ataduras hasta que pasó lo suficientemente cerca de una estrella (o binario) para ser capturado en órbita.

Otro escenario, y uno que el equipo está investigando, es que HD 106906b se ha formado en el disco de desechos del binario. Inicialmente, el arrastre en el disco habría provocado que la órbita del exoplaneta se desintegrara hacia la estrella. Allí, en una órbita más cercana, las interacciones gravitacionales entre las dos estrellas podrían haber impulsado al exoplaneta a una órbita mucho más distante y con una inclinación pronunciada que se estabilizó con una estrella que pasaba.

Ambos escenarios podrían llevar a una extraña órbita excéntrica que produce una irregularidad observada en el disco de escombros que orbita el binario.

«Es como llegar a la escena de un accidente automovilístico y tratar de reconstruir lo sucedido», El astrónomo de UC Berkeley Paul Kalas dijo.

«¿Fueron las estrellas pasajeras las que perturbaron el planeta y luego el planeta alteró el disco?» ¿Fue el binario del medio lo que primero perturbó al planeta y luego al disco? ¿O las estrellas que pasan han interrumpido tanto el planeta como el disco? Se está investigando en astronomía, reuniendo la evidencia que necesitamos para encontrar intrigas plausibles sobre lo que sucedió aquí. «

Y ambos escenarios fueron propuestos para el Planeta Nueve (aunque en el caso del Planeta Nueve, Júpiter dio el puntapié inicial), un planeta hipotético en el sistema solar que se predice que tendrá entre 5 y 10 veces la masa de la Tierra, en una órbita alrededor de 300 a 700 unidades astronómicas del sol.

Existen importantes dudas sobre la existencia del Planeta Nueve, pero HD 106906 b no solo muestra que una órbita tan extraña es posible, sino que puede ocurrir relativamente temprano en la vida de un sistema planetario.

Pero aún queda trabajo por hacer en el HD 106906 b.

«Todavía hay muchas preguntas abiertas sobre este sistema», dijo el astrónomo Robert De Rosa del Observatorio Europeo Austral en Chile.

«Es probable que tanto los observadores como los teóricos estudien HD 106906 en los próximos años, revelando los muchos misterios de este notable sistema planetario».

La investigación fue publicada en La revista astronómica.