Astrónomos detectan el primer exoplaneta de su tipo orbitando una estrella muerta

Por primera vez, los astrónomos descubrieron un exoplaneta gigante intacto orbitando muy cerca de una estrella enana blanca, demostrando que es posible que planetas del tamaño de Júpiter sobrevivan a la desaparición de su estrella y se establezcan en órbitas cercanas alrededor de los remanentes de su estrella madre, cerca de la zona habitable del sistema.

El hallazgo predice un posible futuro para nuestro Sistema Solar, cuando el Sol se convierta en una enana blanca.

Los astrónomos utilizaron el telescopio Gemini Norte un programa de Observatorio AURA y NOIRLab de NSF, además de otros telescopios en el mundo y también situados en el espacio, para encontrar y caracterizar a este planeta gigante, menos de 13,8 veces menos masivo que Júpiter, orbitando una estrella enana blanca. La investigación fue publicada en la revista Nature.

Primer ejemplo

Este es el primer ejemplo de un planeta gigante intacto orbitando cerca de una estrella enana blanca — en este caso una particular estrella fría y tenue conocida como WD 1856+534. Según el autor principal de la investigación, el profesor asistente de la Universidad de Wisconsin-Madison Andrew Vanderburg. “El descubrimiento fue algo sorprendente, ya que un ejemplo anterior de un sistema similar, donde se vio pasar un objeto frente a una enana blanca, mostró solo un campo de escombros de un asteroide en desintegración".

“Este hallazgo es un avance importante y abre una ventana hacia una nueva área de investigación astronómica. Con la nueva generación de telescopios que se instalarán principalmente en Chile contaremos con más herramientas para seguir investigando”, Dr. Mario Hamuy, director del Observatorio AURA en Chile.

Luego de detectar el planeta con el satélite TESS, que observó su tránsito por la estrella enana blanca, el equipo aprovechó el tremendo poder colector de luz del espejo de 8,1 metros de Gemini Norte, y utilizó el sensible Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano de Gemini (GNIRS por sus siglas en inglés) para realizar mediciones detalladas de la enana blanca en luz infrarroja desde Maunakea, en Hawai‘i. Las observaciones espectroscópicas capturaron la huella particular de la estrella, pero no la del planeta o los restos que rodean este sistema.

"Debido a que no se detectaron restos del planeta flotando en la superficie de la estrella o rodeándola en un disco, podríamos inferir que el planeta está intacto", explicó Siyi Xu, astrónomo asistente del Observatorio Gemini y uno de los investigadores detrás del descubrimiento.

“Estábamos usando el satélite TESS para buscar escombros en tránsito alrededor de la enana blanca, y tratando de comprender cómo ocurre el proceso de destrucción planetaria, pero no estábamos necesariamente esperando encontrar un planeta que pareciera estar intacto”, explicó Vanderburg.

“Además, como no detectamos luz desde el planeta, ni siquiera en el infrarrojo, eso nos dice que el planeta es extremadamente frío, entre los más fríos que hemos encontrado” . Xu agrega que la temperatura precisa del límite superior del planeta fue calculada por el Telescopio Espeacial Spitzer de la Nasa en 17 °C (63 °F), lo que similar a la temperatura promedio de la Tierra.

“Tenemos evidencia indirecta que los planetas existen alrededor de las enanas blancas y es sorprendente hallar un planeta como este, finalmente”, expresó Xu. Las enanas blancas son extremadamente densas y muy pequeñas, pero el exoplaneta encontrado es mucho más grande que su estrella madre, haciendo de este sistema algo extremadamente inusual.

Preguntas interesantes

El sorprendente descubrimiento de este planeta, conocido como WD1856b, plantea interesantes preguntas sobre el destino de los planetas orbitando estrellas que están destinadas a convertirse en enanas blancas (como nuestro Sol). De los miles de planetas fuera del Sistema Solar que los astrónomos han descubierto, la mayoría órbita estrellas que eventualmente evolucionaron a ser gigantes rojas y luego enanas blancas. Durante este proceso, cualquier planeta en órbita cercana será envuelta por la estrella, un destino que de alguna manera WD 1856b de alguna manera logró evitar.

“Nuestro descubrimiento sugiere que WD 1856b debe haber orbitado originalmente lejos de la estrella, y después de alguna manera viajó hacia adentro después de que la estrella se convirtió en una enana blanca”, señaló Vanderburg. "Ahora que sabemos que los planetas pueden sobrevivir al viaje sin ser destruidos por la gravedad de la enana blanca, podemos buscar otros planetas más pequeños".

"El estudio de planetas en ubicaciones extremas nos está dando nuevas perspectivas sobre la historia y el destino de los miles de millones de mundos alrededor de otras estrellas", señaló Martin Still, director del programa Gemini para la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (NSF). "La sensibilidad de Gemini fue fundamental en el seguimiento de TESS en su detección espacial de este planeta, revelando una historia más completa del sistema exoplanetario".

Este nuevo descubrimiento sugiere que los planetas pueden terminar en o cerca de la zona habitable de la enana blanca y potencialmente ser hospitalarios para la vida incluso después de que su estrella haya muerto. "Estamos planeando un trabajo futuro para estudiar la atmósfera de este planeta con Gemini Norte", concluye Xu. "Cuanto más podamos aprender sobre planetas como WD 1856b, más podremos averiguar sobre el probable destino de nuestro propio Sistema Solar en unos 5 mil millones de años cuando el Sol se convierta en una enana blanca".

“Este hallazgo es un avance importante y abre una ventana hacia una nueva área de investigación astronómica. Con la nueva generación de telescopios que se instalarán principalmente en Chile contaremos con más herramientas para seguir investigando estos temas y generando ciencia de primer nivel”, señaló el Director del Observatorio AURA en Chile, Dr. Mario Hamuy.