Identificado el primer planeta errante.

Un mundo errante podría ayudar a explicar cómo se forman los planetas y las estrellas.

Imagen de autor del planeta errante hallado, CFBDSIR J214947.2-040308.9. Se trata del objeto estelar de este tipo más cercano a nuestro Sistema Solar, no orbita ninguna estrella y por lo tanto no refleja ninguna clase de luz, el débil brillo que emite solo puede ser detectado en luz infrarroja. Aquí vemos una impresión artística de una visión infrarroja y una visión de las partes centrales de la Vía Láctea del telescopio de sondeo infrarrojo VISTA.
Crédito: ESO/L. Calçada/P. Delome/R. Saito/VVV Consortium.

Utilizando el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO y el Telescopio Canadá-Francia-Hawaii, un equipo de astrónomos ha identificado un cuerpo que, probablemente, sea un planeta vagando por el espacio sin estrella anfitriona. Se trata del sorprendente hallazgo del mejor candidato encontrado hasta el momento de planeta que flota libremente y el objeto de este tipo más cercano al Sistema Solar, ya que se encuentra a una distancia de unos 100 años luz. Su relativa proximidad, y la ausencia de una estrella brillante muy cercana a él, han permitido al equipo estudiar su atmósfera con gran detalle. Este objeto también ofrece a los astrónomos un anticipo del tipo de exoplanetas que futuros instrumentos quieren observar en torno a otras estrellas.

Los planetas errantes son objetos de masa planetaria que vagabundean por el espacio sin estar atados a ninguna estrella. Ya se han encontrado antes posibles ejemplos de este tipo de objetos [1], pero, al no conocer sus edades, los astrónomos no podían saber si se trataba de planetas o de enanas marrones, estrellas “fallidas” que perdieron la masa necesaria para desencadenar las reacciones que hacen brillar a las estrellas.

Plataforma del VLT con tres de los cuatro telescopios auxiliares y el VST al fondo.
Crédito: ESO/H. Heyer.

Pero ahora los astrónomos han descubierto un objeto, denominado CFBDSIR2149 [2], que parece formar parte de un grupo cercano de estrellas jóvenes conocido como Asociación estelar de AB Doradus. Los investigadores encontraron el objeto en unas observaciones realizadas con el telescopio CFHT (Canada France Hawaii Telescope) y han aprovechado las capacidades del VLT (Very Large Telescope) de ESO para examinar en profundidad sus propiedades [3]. 

La Asociación Estelar de AB Doradus es el grupo de este tipo más cercano al Sistema Solar. Sus estrellas van a la deriva, juntas por el espacio, y se cree que se formaron al mismo tiempo. Si el objeto está asociado a este grupo en movimiento y por tanto es un objeto joven es posible deducir aún más cosas sobre él, incluyendo su temperatura, su masa, y de qué está compuesta su atmósfera [4], hay una pequeña posibilidad de que la relación con esta asociación estelar sea fortuita.

El lazo entre el nuevo objeto y la asociación estelar es la clave que permitirá a los astrónomos deducir la edad del nuevo objeto descubierto [5]. Se trata del primer objeto de masa planetaria aislado identificado en una asociación estelar, y su relación con este grupo lo convierte en el candidato a planeta errante más interesante de los identificados hasta el momento. 

“Buscar planetas alrededor de sus estrellas es similar a estudiar una mosca sentada a un centímetro de un distante y potente faro de coche”, afirma Philippe Delorme (Instituto de planetología y astrofísica de Grenoble, CNRS/Universidad Joseph Fourier, Francia), investigador principal del nuevo estudio. “Este objeto errante cercano nos da la oportunidad de estudiar la mosca con detalle sin la deslumbrante luz del faro estorbándonos”.

Telescopio CFHT, Canadá Francia Hawaii Telescope.

Se cree que los objetos errantes como CFBDSIR2149 se forman, bien como planetas normales que han sido expulsados del sistema que los albergaba, bien como objetos solitarios como las estrellas más pequeñas o enanas marrones. En ambos casos estos objetos son intrigantes, tanto si se trata de planetas sin estrella, como si son los objetos más pequeños posibles en un rango que abarca desde las estrellas más masivas a las enanas marrones más pequeñas. 

“Estos objetos son importantes, ya que pueden ayudarnos tanto a comprender más sobre cómo pueden ser expulsados planetas de sistemas planetarios, como a entender cómo objetos muy ligeros pueden resultar del proceso de  formación de una estrella”, afirma Philippe Delorme. “Si este pequeño objeto es un planeta que ha sido expulsado de su sistema original, saca de la nada la asombrosa imagen de mundos huérfanos, a la deriva en el vacío del espacio”. 

Estos mundos podrían ser comunes, tal vez tan numerosos como las estrellas normales [6]. Si CFBSIR2149 no está relacionado con la Asociación estelar de AB Doradus, es aún más complicado estar seguros de su naturaleza y propiedades, y puede estar más bien caracterizado como una pequeña enana marrón. Ambos escenarios plantean importantes cuestiones sobre cómo se forman y se comportan los planetas y las estrellas. 

“Es necesario seguir trabajando para confirmar si CFBSIR2149 es un planeta errante”, concluye Philippe Delorme. “Este objeto podría usarse como banco de pruebas para comprender la física de cualquier exoplaneta similar que se descubra con los futuros sistemas especiales de imagen de alto contraste, incluyendo el instrumento SPHERE, que se instalará en el VLT.”

Notas.

[1] Anteriormente ya se han encontrado numerosos candidatos a este tipo de planeta (con sus correspondientes notas de prensa y artículos, como por ejemplo en Science Magazine, Nature, Royal Astronomical Society). Estos objetos empezaron a conocerse en la década de 1990, cuando los astrónomos descubrieron que es difícil determinar el punto en que una enana marrón pasa a tener masa de rango planetario. Estudios más recientes han sugerido que puede haber un gran número de estos pequeños cuerpos en nuestra galaxia, una numerosa población que al menos duplique el número de estrellas de secuencia principal.

[2] El objeto fue detectado como parte de una extensión en el infrarrojo del sondeo CFBDS (Canada-France Brown Dwarfs Survey), un proyecto que caza estrellas enanas marrones frías. También se conoce como CFBDSIR J214947.2-040308.9. 

[3] El equipo observó CFBSIR2149 tanto con la cámara WIRCam, instalada en el telescopio CFHT (Canada France Hawaii Telescope), en Hawaii, como con la cámara SOFI, instalada en el ESO New Technology Telescope, en Chile. Las imágenes, tomadas en momentos diferentes, permitieron medir el movimiento propio del objeto a través del cielo y compararlo con el de algunos miembros de la Asociación estelar de AB Doradus. El estudio detallado de la atmósfera de los objetos se hizo utilizando el espectrógrafo X-shooter, instalado en el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, en el Observatorio Paranal.

[4] La relación con la Asociación estelar de AB Doradus nos permitiría poner un límite de masa al planeta de aproximadamente entre 4 y 7 veces la masa de Júpiter, con una temperatura efectiva de unos 430 grados Celsius. La edad del planeta sería la misma que la de la propia asociación estelar entre 50 y 120 millones de años. 

[5] El análisis estadístico del equipo sobre el movimiento propio de la estrella, el cambio angular de su posición en el cielo cada año, muestra un 87% de probabilidades de que el objeto esté ligado a la Asociación estelar de AB Doradus, y más del 95% de probabilidades de que sea lo suficientemente joven como para ser de masa planetaria, haciendo más posible que se trate de un planeta solitario, en lugar de una pequeña estrella “fallida”. Ya se habían encontrado anteriormente candidatos a planetas errantes más distantes en cúmulos estelares muy jóvenes, pero no han podido ser estudiados en detalle.

[6] Estos objetos errantes también pueden revelar su presencia al pasar delante de una estrella. La luz que viaja hacia nosotros desde las estrellas del fondo se ve alterada y distorsionada por la gravedad del objeto, provocando brevemente un mayor brillo en la estrella, un fenómeno conocido como microlentes gravitatorias. Sondeos de microlentes llevados a cabo en la Vía Láctea, como OGLE, han detectado planetas errantes con esta técnica (por ejemplo, un Experimento con Microlentes publicado en la revista Nature en 2011).

Información adicional.

Esta investigación se presenta en el artículo “CFBDSIR2149-0403: ¿un planeta errante de entre 4 y 7 veces la masas de Júpiter en la joven Asociación estelar AB Doradus? (CFBDSIR2149-0403: a 4-7 Jupiter-mass free-floating planet in the young moving group AB Doradus?)” que aparece en la revista Astronomy & Astrophysics el 14 de noviembre de 2012, artículo en línea.

El equipo está compuesto por P. Delorme (Instituto de planetología y astrofísica de Grenoble, CNRS/Universidad Joseph Fourier, Francia [IPAG]), J. Gagné (Universidad de Montreal, Canadá), L. Malo (Universidad de Montreal, Canadá), C. Reylé (Universidad de Franche Comté, Francia), E. Artigau (Universidad de Montreal, Canadá), L. Albert (Universdad de Montreal, Canadá), T. Forveille (Instituto de planetología y astrofísica de Grenoble, CNRS/Universidad Joseph Fourier, Francia [IPAG]), X. Delfosse (Instituto de planetología y astrofísica de Grenoble, CNRS/Universidad Joseph Fourier, Francia [IPAG]), F. Allard (Universidad Claude Bernard Lyon 1, Francia), D. Homeier (Universidad Claude Bernard Lyon 1, Francia).

ESO desde 1.962

El año 2012 marca el 50 aniversario de la creación del Observatorio Europeo Austral (European Southern Observatory, ESO). ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Quince países apoyan esta institución: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Holanda, Italia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. 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 tres sitios únicos de observación de categoría mundial en Chile: 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 trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del mundo, y el VST (sigla en inglés del 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, el proyecto astronómico más grande en desarrollo. Actualmente ESO está planificando el European Extremely Large Telescope, E-ELT, el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

El Telescopio Canadá-Francia-Hawaii (CFHT) es operado por el Consejo Nacional de Investigación de Canadá, el Institut National des Sciences de l'Univers del Centre National de la Recherche Scientifique de Francia, y la Universidad de Hawaii.

Publicado en ESO el 14 de noviembre del 2.012.