Las estrellas tambaleantes revelan compañeros ocultos en los datos de Gaia
Utilizando datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea , científicos han descubierto un enorme exoplaneta y una enana marrón. Esta es la primera vez que se descubre un planeta gracias a la capacidad de Gaia para detectar la atracción gravitatoria o el bamboleo que este ejerce sobre una estrella. Tanto el planeta como la enana marrón orbitan estrellas de baja masa, un escenario que se considera extremadamente raro.
 |
| Esta imagen muestra una estrella roja como un globo de fuego en medio de un cielo estrellado oscuro. La estrella presenta manchas negras en su superficie y destellos a su alrededor. A su derecha, se representa un objeto redondo más pequeño, cuyo lado izquierdo es más claro que el derecho. El objeto presenta dos franjas. De su parte posterior emana un haz rojo semielíptico, que da la impresión de que el objeto se mueve alrededor de la estrella. CRÉDITO: ESA/Gaia/DPAC/M. Marcussen |
Gaia revela dos nuevos y misteriosos objetos celestes
Una nueva investigación, publicada hoy, utiliza datos recopilados por la sonda Gaia de la ESA para confirmar la existencia de dos misteriosos objetos celestes. Gaia-4b es un exoplaneta «superjúpiter» y Gaia-5b, una enana marrón. Estos objetos masivos orbitan inesperadamente estrellas de baja masa.
Gaia-4b es un planeta que orbita la previamente anodina estrella Gaia-4, a unos 244 años luz de distancia. Gaia-5b orbita la estrella Gaia-5, a unos 134 años luz de la Tierra. Estos dos objetos recién descubiertos se encuentran cerca, en nuestra propia vecindad galáctica. Su existencia desafía las teorías actuales sobre la formación planetaria, y la misión en curso de Gaia proporcionará datos valiosos para ayudarnos a comprender mejor estos fascinantes objetos
«Gaia-4b es unas doce veces más masivo que Júpiter. Con un período orbital de 570 días, es un planeta gigante gaseoso relativamente frío», explica Guðmundur Stefánsson, de la Universidad de Ámsterdam (Países Bajos), primer autor del nuevo estudio.
“Con una masa de alrededor de 21 Júpiter, Gaia-5b es una enana marrón, más masiva que un planeta pero demasiado ligera para sostener la fusión nuclear para ser una estrella”, añade Guðmundur.
De los tambaleos a los nuevos mundos
Desde su lanzamiento en 2013, la sonda espacial Gaia de la ESA ha construido el mapa tridimensional más grande y preciso de nuestra galaxia. Girando lentamente, escaneó el cielo con dos telescopios ópticos, señalando repetidamente la posición de dos mil millones de objetos con una precisión sin precedentes, hasta el final de sus observaciones científicas el 15 de enero de 2025. Gracias a que Gaia siguió con precisión el movimiento de las estrellas (una técnica conocida como astrometría), se espera que se descubran miles de nuevos objetos en sus datos.
 |
| Gaia-4b es un planeta que orbita la estrella Gaia-4, a unos 244 años luz de distancia. Gaia-4b es unas doce veces más masivo que Júpiter. Con un período orbital de 570 días, es un gigante gaseoso relativamente frío. Esta impresión artística visualiza una parte del movimiento orbital, determinado por los datos astrométricos de Gaia. La estrella y el planeta no están a escala. Esta imagen muestra una estrella naranja, que parece una clementina brillante, en medio de un cielo estrellado oscuro. La estrella presenta manchas negras en su superficie y destellos rojos a su alrededor. Sobre la estrella, un pequeño objeto redondo se representa en amarillo anaranjado. El objeto presenta algunas rayas. De su parte posterior emana un haz rojo semielíptico, que da la impresión de que el objeto se mueve alrededor de la estrella. CRÉDITO: ESA/Gaia/DPAC/M. Marcussen |
Un planeta en órbita alrededor de una estrella crea una pequeña fuerza gravitacional que hace que la estrella se tambalee alrededor de su centro de masas y se desplace en un movimiento de espiral por el cielo. Los objetos más fáciles de descubrir mediante astrometría son masivos y orbitan distantes alrededor de su estrella madre. Anteriormente, otros telescopios confirmaron la existencia de algunas enanas marrones masivas, observando su tenue brillo junto a estrellas brillantes en las que Gaia había detectado dicho tambaleo.
Esto contrasta con el método de tránsito , que detecta planetas al pasar frente a su estrella y es más probable que encuentre planetas en una órbita cercana. Y aunque detectar un bamboleo sugiere que una estrella podría tener un planeta, existen otras causas potenciales (como sistemas binarios), por lo que los descubrimientos astrométricos deben confirmarse mediante otros métodos.
“Gaia estuvo escaneando estas estrellas repetidamente, creando una imagen cada vez más detallada con el tiempo”, afirma Guðmundur. “En 2022, la Versión de Datos 3 de Gaia incluyó una lista de estrellas que parecen moverse como si fueran atraídas por un exoplaneta. Utilizando datos espectroscópicos terrestres y la técnica de velocidad radial para investigar estas estrellas, confirmamos nuestro primer planeta y nuestra primera enana marrón”.
La combinación de datos astrométricos y de velocidad radial permite a los astrónomos encontrar todos los detalles orbitales y la masa del objeto en órbita, lo que ofrece una oportunidad única para crear visualizaciones tridimensionales.
“Alrededor del 75% de las estrellas de la Vía Láctea son estrellas de baja masa, con masas de entre el 10% y el 60-65% de la masa del Sol. Debido a su gran número, también son nuestras estrellas vecinas más cercanas”, explica Guðmundur. “Se sabe que los planetas masivos alrededor de estrellas de baja masa son relativamente raros, pero cuando aparecen, causan una oscilación mayor y, por lo tanto, una señal astrométrica más fuerte, más fácil de detectar”.
 |
| La astrometría es el método que detecta el movimiento de una estrella mediante mediciones precisas de su posición en el cielo. Esta técnica también puede utilizarse para identificar planetas alrededor de una estrella midiendo pequeños cambios en su posición a medida que oscila alrededor del centro de masas del sistema planetario. La misión Gaia de la ESA, a través de su estudio sin precedentes de todo el cielo sobre la posición, el brillo y el movimiento de más de mil millones de estrellas, está generando un gran conjunto de datos a partir del cual se encontrarán exoplanetas, ya sea a través de cambios observados en la posición de una estrella en el cielo debido a los planetas que orbitan a su alrededor o por una caída en su brillo cuando un planeta transita su cara. CRÉDITO: ESA |
Un tesoro para los cazadores de planetas
Mientras que un exoplaneta anterior fue descubierto por las misiones Gaia e Hipparcos en conjunto, la presencia de Gaia-4b fue revelada únicamente por los datos de Gaia.
Cuando se publique el próximo lote de datos de Gaia en 2026, contendrá 5,5 años de datos de la misión que podrían descubrir cientos, si no miles, de planetas y enanas marrones alrededor de estrellas cercanas. Esto nos proporcionará nuevos conocimientos sobre la formación de estos diferentes objetos, y Gaia está allanando el camino para una nueva era de descubrimientos astrométricos, lo que conducirá a una comprensión más profunda de los diversos sistemas planetarios que pueblan nuestra galaxia.
Matthew Standing, investigador de la ESA, es experto en exoplanetas. «Este descubrimiento es una emocionante punta del iceberg para los descubrimientos de exoplanetas que podemos esperar de Gaia en el futuro», explica. «El descubrimiento de Gaia-4b supone un avance importante en el uso de la astrometría de Gaia para la detección de exoplanetas, complementando los demás métodos de detección de exoplanetas utilizados por Cheops de la ESA y la próxima misión Platón».
«Gaia ya había observado indicios reveladores de exoplanetas conocidos, pero esta vez reveló un mundo extrasolar completamente nuevo», afirma Johannes Sahlmann, científico del proyecto Gaia en la ESA. «El descubrimiento de Gaia-4b demuestra cómo las detalladas mediciones de Gaia complementan las técnicas establecidas de descubrimiento de exoplanetas y ofrecen nuevas oportunidades para su investigación. La próxima cuarta publicación de datos de Gaia será un tesoro para los buscadores de planetas».
Notas para los editores
" Gaia-4b y 5b: La confirmación de la velocidad radial de las soluciones orbitales astrométricas de Gaia revela un planeta masivo y una enana marrón orbitando estrellas de baja masa ", de Guðmundur Stefánsson et al., se publica hoy en The Astrophysical Journal. https://doi.org/10.3847/1538-3881/ada9e1
Para obtener más información, póngase en contacto con:
Relaciones con los medios de la ESA
Publicado en ESA el 4 de febrero del 2024, enlace publicación.
