Cheops de la ESA ayuda a desbloquear un raro sistema de seis planetas
El satélite de caracterización de exoplanetas (Cheops) de la ESA ha proporcionado datos cruciales para comprender un misterioso sistema de exoplanetas que había desconcertado a los investigadores durante años.
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| Trazar un vínculo entre dos planetas vecinos a intervalos de tiempo regulares a lo largo de sus órbitas crea un patrón único para cada pareja. Los seis planetas del sistema HD110067 crean juntos un patrón geométrico fascinante debido a su cadena de resonancia. Crédito: CC BY-NC-SA 4.0, Thibaut Roger/NCCR PlanetS |
La estrella HD110067 se encuentra a unos 100 años luz de distancia, en la constelación norteña de Coma Berenices. En 2020, el satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA detectó caídas en el brillo de la estrella que indicaban que los planetas pasaban por delante de la superficie de la estrella. Un análisis preliminar reveló dos posibles planetas. Uno con un período orbital -el tiempo que se tarda en completar una órbita alrededor de la estrella- de 5 642 días, y el otro con un período que aún no se ha podido determinar.
Dos años después, TESS volvió a observar la misma estrella. El análisis de los conjuntos de datos combinados descartó la interpretación original, pero presentó dos posibles planetas diferentes. Si bien estas detecciones fueron mucho más seguras que las originales, había muchas cosas en los datos de TESS que todavía no tenían sentido. Fue entonces cuando Rafael Luque de la Universidad de Chicago y sus colegas se interesaron.
“Fue entonces cuando decidimos utilizar Cheops. Fuimos a buscar señales entre todos los períodos potenciales que podrían tener esos planetas”, dice Rafael.
Sus esfuerzos dieron sus frutos. Confirmaron un tercer planeta en el sistema y se dieron cuenta de que habían encontrado la clave para desbloquear todo el sistema porque ahora estaba claro que los tres planetas estaban en resonancia orbital. El planeta más exterior tarda 20 519 días en orbitar, lo que es muy cercano a 1,5 veces el período orbital del siguiente planeta con 13 673 días. Esto a su vez es casi exactamente 1,5 veces el período orbital del planeta interior, con 9 114 días.
Predecir otras resonancias orbitales y compararlas con los datos restantes inexplicables permitió al equipo descubrir los otros tres planetas del sistema. “Cheops nos dio esta configuración resonante que nos permitió predecir todos los demás períodos. Sin esa detección de Cheops hubiera sido imposible”, explica Rafael.
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| Se ha desbloqueado una rara familia de seis exoplanetas con la ayuda de la misión Cheops de la ESA. Todos los planetas de esta familia son más pequeños que Neptuno y giran alrededor de su estrella HD110067 con un vals muy preciso. Cuando el planeta más cercano a la estrella da tres revoluciones completas a su alrededor, el segundo da exactamente dos durante el mismo tiempo. Esto se llama resonancia 3:2. Los seis planetas forman una cadena resonante en pares de 3:2, 3:2, 3:2, 4:3 y 4:3, lo que da como resultado que el planeta más cercano complete seis órbitas mientras que el planeta más externo realiza una. Cheops confirmó el período orbital del tercer planeta del sistema, que fue la clave para desbloquear el ritmo de todo el sistema. Este es el segundo sistema planetario en resonancia orbital que Keops ha ayudado a revelar. El primero se llama TOI-178. Crédito: ESA, CC BY-SA 3.0 IGO |
Es extremadamente importante encontrar sistemas orbitalmente resonantes porque informan a los astrónomos sobre la formación y posterior evolución del sistema planetario. Los planetas alrededor de estrellas tienden a formarse en resonancia, pero pueden perturbarse fácilmente. Por ejemplo, un planeta muy masivo, un encuentro cercano con una estrella que pasa o un impacto gigante pueden alterar el cuidadoso equilibrio. Como resultado, muchos de los sistemas multiplanetarios conocidos por los astrónomos no están en resonancia, pero se ven lo suficientemente cerca como para que pudieran haber estado resonantes alguna vez. Sin embargo, los sistemas multiplanetarios que conservan su resonancia son raros.
"Creemos que sólo alrededor del uno por ciento de todos los sistemas permanecen en resonancia", dice Rafael. Es por eso que HD110067 es especial e invita a seguir estudiándolo. "Nos muestra la configuración prístina de un sistema planetario que ha sobrevivido intacto".
“Como lo expresa nuestro equipo científico: Cheops está haciendo que descubrimientos sobresalientes parezcan ordinarios. De sólo tres sistemas resonantes de seis planetas conocidos, este es ahora el segundo encontrado por Cheops, y en sólo tres años de operaciones”, afirma Maximilian Günther, científico del proyecto de la ESA para Cheops.
HD110067 es el sistema más brillante conocido con cuatro o más planetas. Dado que todos esos planetas tienen un tamaño subneptuno y atmósferas probablemente extendidas, los convierte en candidatos ideales para estudiar la composición de sus atmósferas utilizando el Telescopio Espacial James Webb de NASA/ESA/CSA y los futuros telescopios Ariel y Platón de la ESA.
James Webb de NASA/ESA/CSA y los futuros telescopios Ariel y Platón de la ESA.
Notas para los editores
“Un sextillizo resonante de subneptunos en tránsito por la brillante estrella HD 110067” por R. Luque et al. se publica hoy en Nature . DOI 10.1038/s41586-023-06692-3
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Publicado en ESA el 29 de noviembre del 2023, enlace publicación.
