VLBA encuentra un planeta orbitando una pequeña y genial estrella.

Utilizando la "visión" de radio súper nítida del Very Long Baseline Array (VLBA) de la National Science Foundation, los astrónomos han descubierto un planeta del tamaño de Saturno que orbita de cerca una estrella pequeña y fría a 35 años luz de la Tierra. Este es el primer descubrimiento de un planeta extrasolar con un radiotelescopio que utiliza una técnica que requiere mediciones extremadamente precisas de la posición de una estrella en el cielo, y solo el segundo descubrimiento de un planeta para esa técnica y para radiotelescopios.

La ilustración muestra cómo el movimiento de la estrella alrededor del centro de masa entre ella y el planeta provoca un "bamboleo" en su movimiento a través del espacio. La capacidad del VLBA para detectar este minúsculo efecto reveló la presencia del planeta. Crédito: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF.

La técnica se conoce desde hace mucho tiempo, pero ha demostrado ser difícil de usar. Implica rastrear el movimiento real de la estrella en el espacio y luego detectar un minúsculo "bamboleo" en ese movimiento causado por el efecto gravitacional del planeta. La estrella y el planeta orbitan una ubicación que representa el centro de masa de ambos combinados. El planeta se revela indirectamente si esa ubicación, llamada baricentro, está lo suficientemente lejos del centro de la estrella como para causar una oscilación detectable por un telescopio.

Se espera que esta técnica, llamada técnica astrométrica, sea particularmente buena para detectar planetas similares a Júpiter en órbitas distantes de la estrella. Esto se debe a que cuando un planeta masivo orbita alrededor de una estrella, el bamboleo producido en la estrella aumenta con una mayor separación entre el planeta y la estrella, y a una distancia determinada de la estrella, cuanto más masivo es el planeta, mayor es el bamboleo producido.

A partir de junio de 2018 y durante un año y medio, los astrónomos rastrearon una estrella llamada TVLM 513–46546, una enana fría con menos de una décima parte de la masa de nuestro Sol. Además, utilizaron datos de nueve observaciones anteriores del VLBA de la estrella entre marzo de 2010 y agosto de 2011.

Un análisis exhaustivo de los datos de esos períodos de tiempo reveló una oscilación reveladora en el movimiento de la estrella que indica la presencia de un planeta comparable en masa a Saturno, orbitando la estrella una vez cada 221 días. Este planeta está más cerca de la estrella que Mercurio del Sol.

Las estrellas pequeñas y frías como TVLM 513–46546 son el tipo estelar más numeroso en nuestra Vía Láctea, y se ha descubierto que muchas de ellas tienen planetas más pequeños, comparables a la Tierra y Marte.

“Se espera que los planetas gigantes, como Júpiter y Saturno, sean raros alrededor de estrellas pequeñas como esta, y la técnica astrométrica es mejor para encontrar planetas similares a Júpiter en órbitas amplias, por lo que nos sorprendió encontrar una masa menor, similar a Saturno en una órbita relativamente compacta. Esperábamos encontrar un planeta más masivo, similar a Júpiter, en una órbita más amplia ”, dijo Salvador Curiel, de la Universidad Nacional Autónoma de México. “Detectar los movimientos orbitales de este compañero planetario de masa sub-Júpiter en una órbita tan compacta fue un gran desafío”, agregó.

El Very Long Baseline Array es un sistema de radiotelescopio de todo el continente que abarca la distancia desde Hawai en el Pacífico hasta St. Croix en el Caribe. Proporciona a los astrónomos un poder de resolución extremadamente alto, la capacidad de ver detalles finos. Crédito: J. Hellermann, NRAO / AUI / NSF.

Se han descubierto más de 4.200 planetas orbitando estrellas distintas del Sol, pero el planeta alrededor de TVLM 513–46546 es sólo el segundo que se encuentra utilizando la técnica astrométrica. Otro método muy exitoso, llamado técnica de velocidad radial, también se basa en el efecto gravitacional del planeta sobre la estrella. Esa técnica detecta la ligera aceleración de la estrella, ya sea hacia la Tierra o alejándose de ella, causada por el movimiento de la estrella alrededor del baricentro.

"Nuestro método complementa el método de la velocidad radial, que es más sensible a los planetas que orbitan en órbitas cercanas, mientras que el nuestro es más sensible a planetas masivos en órbitas más alejadas de la estrella", dijo Gisela Ortiz-Leon del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Alemania. “De hecho, estas otras técnicas han encontrado solo unos pocos planetas con características como la masa del planeta, el tamaño orbital y la masa de la estrella anfitriona, similar al planeta que encontramos. Creemos que el VLBA, y la técnica de astrometría en general, podrían revelar muchos más planetas similares ".

Una tercera técnica, llamada método de tránsito, también muy exitosa, detecta la leve atenuación de la luz de la estrella cuando un planeta pasa frente a ella, visto desde la Tierra.

El método astrométrico ha tenido éxito para detectar sistemas estelares binarios cercanos y fue reconocido ya en el siglo XIX como un medio potencial para descubrir planetas extrasolares. A lo largo de los años, se anunciaron varios de esos descubrimientos, que luego no sobrevivieron a un mayor escrutinio. La dificultad ha sido que la oscilación estelar producida por un planeta es tan pequeña cuando se ve desde la Tierra que requiere una precisión extraordinaria en las medidas posicionales.

“El VLBA, con antenas separadas por hasta 5.000 millas, 8.000 kilómetros, nos brindó el gran poder de resolución y la precisión extremadamente alta necesaria para este descubrimiento”, dijo Amy Mioduszewski, del Observatorio Nacional de Radioastronomía. "Además, las mejoras que se han realizado en la sensibilidad del VLBA nos dieron la calidad de los datos que hizo posible hacer este trabajo ahora", agregó.

Curiel, Ortiz-Leon, Mioduszewski y Rosa Torres de la Universidad de Guadalajara en México, informaron sus hallazgos en el Astronomical Journal, enlace publicación.

El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo un acuerdo cooperativo por Associated Universities, Inc.

Vídeos.

 

Animaciones lado a lado de la estrella y el planeta orbitando su centro de gravedad común (baricentro), y del par moviéndose a través del espacio mientras orbitan, creando el "bamboleo" de la estrella que revela el planeta. Crédito: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF.


   

Animación de la estrella y el planeta moviéndose a través del espacio mientras orbitan entre sí. Crédito: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF.

 • Publicado en NRAO el 4 de agosto del 2020, enlace publicación.

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