Una estrella con seis planetas orbitando exactamente en sincronía

Los astrónomos han descubierto seis planetas que orbitan alrededor de una estrella brillante en perfecta resonancia. El sistema estelar, situado a 100 años luz de la Tierra, fue descrito el miércoles en un libro papel Publicado en la revista Nature.

El descubrimiento del sistema podría brindar a los astrónomos una oportunidad única de rastrear la evolución de estos mundos hasta el momento en que se formaron por primera vez, y tal vez proporcionar información sobre cómo nuestro sistema solar llegó a donde se encuentra hoy.

«Es como mirar un fósil», dijo Raphael Locke, el astrónomo de la Universidad de Chicago que dirigió el estudio. «Las órbitas de los planetas hoy son las mismas que hace mil millones de años».

Los investigadores creen que cuando los planetas se forman por primera vez, sus órbitas alrededor de la estrella están sincronizadas. Esto significa que el tiempo que le toma a un planeta orbitar su estrella anfitriona puede ser el mismo que le toma a otro planeta orbitar exactamente dos o exactamente tres veces.

Los sistemas que se alinean de esta manera se conocen como resonancias orbitales. Pero, a pesar de esta teoría, es raro encontrar ecos en la Vía Láctea. Sólo el 1% de los sistemas planetarios aún mantienen esta simetría.

Muy a menudo, las órbitas planetarias no están sincronizadas debido a un evento que altera el equilibrio gravitacional del sistema. Podría ser un encuentro cercano con otra estrella, la formación de un planeta masivo como Júpiter o una colisión gigante desde el espacio en un planeta que cause un efecto dominó en otras órbitas. Cuando esto sucede, las órbitas planetarias se vuelven tan caóticas que no se pueden describir matemáticamente, y el conocimiento de su evolución no se puede descifrar, dijo el Dr. Locke.

Los astrónomos tienen suerte de encontrar sólo un par de exoplanetas resonantes. Pero en el sistema estelar recién descubierto hay cinco superpares, porque los seis planetas tienen órbitas sincrónicas entre sí. El Dr. Locke lo describió como “1% del 1%”.

Para caracterizar este sistema, el equipo utilizó datos de 12 telescopios, incluido el satélite de estudio de exoplanetas en tránsito de la NASA, que observó por primera vez los planetas pasando frente a su estrella anfitriona en 2020. Las observaciones posteriores utilizando el satélite de caracterización de exoplanetas han ayudado a los investigadores de la Agencia Espacial Europea. Conocer las relaciones entre órbitas.

El planeta más interior completa una revolución completa cada nueve días. Hace tres revoluciones alrededor de su sol en el mismo tiempo que le toma al segundo planeta dar exactamente dos revoluciones. Existe la misma proporción entre los ciclos del segundo y tercer planeta del sistema, además de los ciclos del tercer y cuarto planeta.

El último par está relacionado por una proporción diferente: el planeta exterior necesita cuatro órbitas completas alrededor del planeta interior para realizar exactamente tres órbitas.

«Las proporciones de períodos se miden de manera hermosa y precisa a partir de los datos», dijo Renu Malhotra, científico planetario de la Universidad de Arizona que no participó en el trabajo. Si bien los tres planetas interiores han sido descubiertos sin ambigüedades, los investigadores han «realizado un trabajo de detective realmente interesante» para identificar y caracterizar la parte exterior del sistema, añadió.

Aunque la resonancia orbital es un descubrimiento poco común, los propios planetas (todos más grandes que la Tierra y más pequeños que Neptuno) son algunos de los tipos más comunes en la galaxia. Debido a que la estrella anfitriona es lo suficientemente brillante como para ser vista desde telescopios en la Tierra, en el futuro será posible un monitoreo continuo del sistema.

Con más datos, los astrónomos pueden determinar mejor las masas y tamaños de los planetas, e incluso aprender sobre la composición de sus interiores y atmósferas, que difieren de la de la Tierra. El Dr. Malhotra dijo que este conocimiento puede «ampliar nuestra imaginación sobre las condiciones en los planetas que podrían albergar vida».

También puede arrojar luz sobre la estructura de nuestro sistema solar y el caos que ha alejado sus órbitas planetarias del equilibrio armonioso en el que probablemente se encuentren.

«Incluso en nuestro sistema solar, estos ecos no parecen haber sobrevivido», dijo el Dr. Luckey. Al estudiar el sistema intacto, añadió, «podemos aprender mucho sobre por qué la mayoría no lo hace».