¿Este exoplaneta tiene un hermano que comparte la misma órbita?
Un estudio, liderado por el Centro de Astrobiología del CSIC ha encontrado lo que podría ser la prueba más robusta de que pueden formarse parejas de planetas compartiendo camino alrededor de su estrella. En el camino orbital de uno de los dos planetas más jóvenes conocidos, PDS 70 b, se ha detectado una nube de polvo de hasta dos veces la masa de nuestra Luna
«Hace dos décadas, se predijo en teoría que parejas de planetas de masa similar podrían compartir la misma órbita alrededor de su estrella, los llamados planetas troyanos o coorbitales. Por primera vez, hemos encontrado evidencia a favor de esa idea», sostiene Olga Balsalobre-Ruza, estudiante del Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA de Madrid, quien dirigió el artículo publicado en Astronomy & Astrophysics.
Los troyanos, cuerpos rocosos en la misma órbita que un planeta, son comunes en nuestro propio Sistema Solar, siendo el ejemplo más famoso los asteroides troyanos de Júpiter, más de 12.000 cuerpos rocosos que se encuentran en la misma órbita alrededor del Sol que el gigante gaseoso, en torno a los puntos de Lagrange estables L4 y L5. Los astrónomos han predicho que los troyanos, y en particular los planetas troyanos, también podrían existir alrededor de una estrella que no sea nuestro Sol, pero la evidencia es escasa. «Los exotroyanos (planetas troyanos fuera del Sistema Solar) han sido hasta ahora como unicornios: la teoría les permite existir, pero nadie los ha detectado nunca», dice el coautor Jorge Lillo-Box, investigador principal del Centro de Astrobiología.
Un planeta y su troyano en órbita alrededor de una estrella del sistema PDS 70. Imagen: ESO
Ahora, un equipo internacional de científicos ha utilizado el telescopio ALMA, en el desierto de Atacama en Chile, del cual el Observatorio Europeo Austral (ESO) es socio, para encontrar la evidencia observacional más sólida hasta la fecha de que podrían existir exoplanetas troyanos en el sistema PDS 70. Se sabe que esta joven estrella alberga dos planetas gigantes similares a Júpiter, PDS 70b y PDS 70c. Al analizar las observaciones de archivo de ALMA de este sistema, el equipo detectó una nube de escombros en el lugar de la órbita de PDS 70b donde se espera que existan troyanos.
Nube de escombros
Los troyanos ocupan las llamadas zonas de Lagrange, dos regiones extendidas en la órbita de un planeta donde la atracción gravitacional combinada de la estrella y el planeta puede atrapar material. Al estudiar estas dos regiones de la órbita de PDS 70b, los astrónomos detectaron una débil señal procedente de una de ellas, lo que indica que allí podría residir una nube de escombros con una masa de hasta aproximadamente dos veces la de nuestra Luna.
El equipo cree que esta nube de escombros podría apuntar a un mundo troyano existente en este sistema o a un planeta en proceso de formación. «¿Quién podría imaginar dos mundos que compartan la duración del año y las condiciones de habitabilidad? Nuestro trabajo es la primera prueba de que este tipo de mundo podría existir», afirma Balsalobre-Ruza. «Podemos imaginar que un planeta puede compartir su órbita con miles de asteroides como en el caso de Júpiter, pero me resulta alucinante que los planetas puedan compartir la misma órbita».
«Nuestra investigación es un primer paso para buscar planetas coorbitales muy temprano en su formación», dice la coautora Nuria Huélamo, investigadora principal del Centro de Astrobiología. «Abre nuevas preguntas sobre la formación de troyanos, cómo evolucionan y qué tan frecuentes son en diferentes sistemas planetarios», agrega Itziar De Gregorio-Monsalvo, directora de la Oficina de Ciencias de ESO en Chile, quien también contribuyó a esta investigación.
Imagen de amplio campo del cielo que rodea a PDS 70. Imagen: ESO
Para confirmar completamente su detección, el equipo tendrá que esperar hasta después de 2026, cuando utilicen ALMA para ver si tanto PDS 70b como su nube hermana de escombros se mueven juntos de manera significativa a lo largo de su órbita alrededor de la estrella, la técnica que más se está potenciando actualmente para detectar planetas extrasolares. «Esto sería un gran avance en el campo de los exoplanetas», dice Balsalobre-Ruza.
«El futuro de este tema es muy emocionante y esperamos con interés las capacidades ampliadas de ALMA, previstas para 2030, que mejorarán drásticamente la capacidad de la matriz para caracterizar troyanos en muchas otras estrellas», concluye De Gregorio-Monsalvo.
El estudio de exoplanetas
Hace 25 años, el universo era un lugar pequeño. Con el descubrimiento del primer exoplaneta en 1990, se dio un paso adelante para entender que existe mundo más allá de nuestro Sistema Solar. Desde entonces, se han descubierto y confirmado más de 5.200 planetas que giran alrededor de estrellas lejanas, con similitudes y diferencias a los de nuestro sistema planetario. Entre ellos, se conocen planetas rocosos, como la Tierra o Marte, gigantes gaseosos, como Júpiter o Saturno, y gigantes helados, como Urano y Neptuno.
Estamos en el inicio de una nueva era, una cacería de planetas extrasolares que tiene como protagonista a la flamante misión CHEOPS, el primer satélite europeo dedicado al estudio de exoplanetas, que despegó en diciembre de 2019 con tecnología española.
A ello se suma un estudio liderado por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) presentó al planeta Júpiter como un laboratorio ideal para la investigación de exoplanetas similares. En el estudio se ha utilizado al mayor de los satélites (y el mayor del Sistema Solar), Ganímedes, como espejo para analizar la atmósfera del planeta. Las observaciones se realizaron durante un eclipse de Ganímedes y permitieron observar Júpiter como si fuera un exoplaneta en tránsito.
También son objeto de estudio los asteroides troyanos asociados a la órbita de Júpiter. Para su exploración se lanzó la sonda Lucy, misión de la NASA diseñada para explorar por primera vez estos cuerpos primitivos que orbitan alrededor del Sol en dos grupos o enjambres sueltos: uno por delante del planeta en su trayectoria y el otro por detrás. Su objetivo será entender cómo se formaron los planetas de nuestro Sistema Solar, hace unos 4.500 millones de años, y por qué evolucionaron a su configuración actual.
Enlaces de interés
¿Cómo se originan los asteroides?
¿De qué se compone un asteroide?
¿Qué son los puntos de Lagrange?
¿Qué cuerpos componen el Sistema Solar?
¿Los exoplanetas encontrados se parecen a los de nuestro Sistema Solar?
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