Telescopios de ESO ayudan a descubrir el grupo más grande de planetas errantes detectados hasta la fecha

Los planetas errantes son esquivos objetos cósmicos con masas comparables a las de los planetas de nuestro Sistema Solar, pero que no orbitan una estrella, sino que deambulan libremente a su aire. Hasta ahora no se conocían muchos, pero utilizando datos de varios telescopios del Observatorio Europeo Austral (ESO) y de otras instalaciones, un equipo especializado en astronomía acaba de descubrir al menos 70 nuevos planetas errantes en nuestra galaxia. Es un paso importante hacia la comprensión de los orígenes y características de estos misteriosos nómadas galácticos, ya que se trata del grupo de planetas errantes más grande jamás descubierto.

Esta reproducción artística muestra un ejemplo de un planeta errante con el complejo de la nube de Rho Ophiuchi visible al fondo. Las observaciones de ESO han ayudado recientemente a descubrir al menos 70 de estos objetos en esta zona. Los planetas errantes tienen masas comparables a las de los planetas de nuestro Sistema Solar, pero no orbitan una estrella, sino que deambulan libremente a su aire. Crédito: ESO/M. Kornmesser

"No sabíamos cuántos podríamos encontrar y estamos emocionados por haber detectado tantos", afirma Núria Miret-Roig, astrónoma del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos (Francia) y de la Universidad de Viena (Austria) y la primera autora del nuevo estudio publicado hoy en la revista Nature Astronomy.

Normalmente sería imposible obtener imágenes de planetas errantes, ya que se mueven lejos de cualquier estrella que pueda iluminarlos. Sin embargo, Miret-Roig y su equipo aprovecharon el hecho de que, en los pocos millones de años posteriores a su formación, estos planetas todavía están lo suficientemente calientes como para brillar, lo que los hace directamente detectables por cámaras sensibles instaladas en grandes telescopios. Encontraron al menos 70 nuevos planetas errantes con masas comparables a las de Júpiter en una región de formación estelar cerca de nuestro Sol situada entre las constelaciones de Escorpio y Ofiuco [1].

Para detectar tantos planetas errantes, el equipo utilizó datos de varios telescopios basados en tierra y en el espacio que abarcan unos 20 años de observaciones. "Medimos los pequeños movimientos, los colores y las luminosidades de decenas de millones de fuentes en una gran área del cielo",explica Miret-Roig."Estas mediciones nos permitieron identificar de forma fiable los objetos más débiles de esta región, los planetas errantes".

El equipo utilizó observaciones de los telescopios de ESO: VLT (Very Large Telescope), VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy), VST (VLT Survey Telescope) y del Telescopio MPG/ESO de 2,2 metros, todos ubicados en Chile, junto con observaciones de otras instalaciones. "La gran mayoría de nuestros datos provienen de observatorios de ESO, que fueron absolutamente críticos para este estudio. Su amplio campo de visión y su sensibilidad única fueron claves para nuestro éxito", explica Hervé Bouy, astrónomo del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos (Francia) y líder de proyecto de esta nueva investigación. "Utilizamos decenas de miles de imágenes de amplio campo obtenidas con las instalaciones de ESO, correspondientes a cientos de horas de observaciones y literalmente decenas de terabytes de datos".

Esta imagen muestra las ubicaciones, señaladas con círculos rojos, de 115 planetas errantes potenciales descubiertos recientemente por un equipo de astrónomos/as en la zona del cielo en la que se encuentran Ofiuco y la zona superior de Escorpio. Los planetas errantes tienen masas comparables a las de los planetas de nuestro Sistema Solar, pero no orbitan una estrella, sino que deambulan libremente por su cuenta. El número exacto de planetas errantes encontrados por el equipo es de entre 70 y 170, dependiendo de la edad asumida para la región de estudio. Esta imagen fue creada asumiendo una edad intermedia, lo que resultó en una serie de candidatos a planetas entre los dos extremos del estudio. Crédito: ESO/N. Risinger (skysurvey.org)

El equipo también utilizó datos del satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea, lo que supone un gran éxito en la colaboración entre telescopios terrestres y espaciales para la exploración y comprensión de nuestro Universo.

El estudio sugiere que podría haber muchos más de estos esquivos planetas sin estrellas que aún tenemos que descubrir. "Podría haber varios miles de millones de estos planetas gigantes que flotan libremente vagando a su aire por la Vía Láctea sin una estrella anfitriona", explica Bouy.

Estudiando estos planetas errantes recién descubiertos, la comunidad astronómica puede encontrar pistas sobre cómo se forman estos misteriosos objetos. Dentro de la comunidad científica hay quienes creen que los planetas errantes pueden formarse a partir del colapso de una nube de gas demasiado pequeña como para desencadenar la formación de una estrella, o que podrían haber sido expulsados de su sistema anfitrión. Pero aún no se sabe cuál de estos mecanismos es el más probable.

Para desbloquear el misterio de estos planetas nómadas serán clave los nuevos avances en tecnología. El equipo espera continuar estudiándolos con mayor detalle con el próximo Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, que actualmente está en construcción en el desierto chileno de Atacama y que comenzará sus observaciones a finales de esta década. "Estos objetos son extremadamente débiles y poco se puede hacer para estudiarlos con las instalaciones actuales", añade Bouy. "El ELT será absolutamente crucial para recopilar más información sobre la mayoría de los planetas errantes que hemos encontrado".

Notas

[1] El número exacto de planetas errantes encontrados por el equipo es difícil de precisar porque las observaciones no permiten a los investigadores medir las masas de los objetos sondeados. Los objetos con masas superiores a aproximadamente 13 veces la masa de Júpiter probablemente no son planetas, por lo que no se pueden incluir en el recuento. Sin embargo, dado que el equipo no tenía valores para la masa, tuvieron que confiar en el estudio del brillo de los planetas para proporcionar un límite superior al número de planetas errantes observados. El brillo está, a su vez, relacionado con la edad de los propios planetas, ya que cuanto más viejo es el planeta, más tiempo se ha estado enfriando y reduciendo en brillo. Si la región estudiada es antigua, entonces los objetos más brillantes de la muestra probablemente estén por encima de 13 masas de Júpiter, y por debajo si la región es más joven. Dada la incertidumbre en la edad de la región de estudio, este método da un recuento de planetas errantes de entre 70 y 170.

Información adicional

Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico "A rich population of free-floating planets in the Upper Scorpius young stellar association", publicado en la revista Nature Astronomy. Ha recibido financiación del Consejo Europeo de Investigación (ERC) en el marco del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea (acuerdo de subvención n.º 682903, I.P. H. Bouy), y del Estado francés en el marco del programa "Inversiones para el futuro", IdEx Burdeos, referencia ANR-10-IDEX-03-02.

El equipo está formado por Núria Miret-Roig (Laboratorio de Astrofísica de Burdeos, Universidad de Burdeos, CNRS, Francia [LAB]; Universidad de Viena, Departamento de Astrofísica, Austria); Hervé Bouy (LAB); Sean N. Raymond (LAB); Motohide Tamura (Departamento de Astronomía, Escuela de Grado de Ciencias, Universidad de Tokio, Japón; Centro de Astrobiología, Institutos Nacionales de Ciencias Naturales, Tokio, Japón [ABC-NINS]); Emmanuel Bertin (CNRS, UMR 7095, Instituto de Astrofísica de París, Francia [IAP]; Universidad de la Sorbona, IAP, Francia); David Barrado (Centro de Astrobiología [CSIC-INTA], Departamento de Astrofísica, ESAC Campus, España); Javier Olivares (LAB); Phillip Galli (LAB); Jean-Charles Cuillandre (AIM, CEA, CNRS, Universidad Paris-Saclay, Universidad de París, Francia); Luis Manuel Sarro (Departamento de Inteligencia Artificial, UNED, España); Angel Berihuete (Departamento de Estadística e Investigación Operativa, Universidad de Cádiz, España) & Nuria Huélamo (CSIC-INTA).

El Observatorio Europeo Austral (ESO) pone a disposición de la comunidad científica mundial los medios necesarios para desvelar los secretos del Universo en beneficio de todos. Diseñamos, construimos y operamos observatorios de vanguardia basados en tierra -utilizados por la comunidad astronómica para abordar preguntas emocionantes y difundir la fascinación por la astronomía- y promovemos la colaboración internacional en astronomía. Establecida como organización intergubernamental en 1962, hoy ESO cuenta con el apoyo de 16 Estados Miembros (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza), junto con Chile, país anfitrión, y con Australia como socio estratégico. La sede de ESO y su planetario y centro de visitantes, el ESO Supernova, se encuentran cerca de Múnich (Alemania), mientras que el desierto chileno de Atacama, un lugar maravilloso con condiciones únicas para observar el cielo, alberga nuestros telescopios. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), así como dos telescopios de rastreo: VISTA, que trabaja en el infrarrojo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT), que rastrea en luz visible. También en Paranal, ESO albergará y operará el Cherenkov Telescope Array South, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. En Chajnantor, junto con socios internacionales, ESO opera APEX y ALMA, dos instalaciones que observan los cielos en el rango milimétrico y submilimétrico. En Cerro Armazones, cerca de Paranal, estamos construyendo "el ojo más grande del mundo para mirar el cielo": el Telescopio Extremadamente Grande de ESO (ELT, Extremely Large Telescope). Desde nuestras oficinas en Santiago (Chile), apoyamos el desarrollo de nuestras operaciones en el país y nos comprometemos con los socios chilenos y con la sociedad chilena.

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.

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• Publicado en ESO-España el 23 de diciembre del 2021, enlace publicación.