Un grupo de investigadores ha descubierto un sistema de seis exoplanetas que resulta de lo más extraño. Por un lado, están en una armonía casi perfecta, desde el punto de vista de sus órbitas. Por otro, el sistema está completamente desordenado, con planetas muy diferentes cerca entre sí…
Seis exoplanetas en una armonía muy llamativa
Un grupo de investigadores ha descubierto un sistema de seis exoplanetas de lo más curioso. Cinco están enlazados en una resonancia muy larga mientras orbitan a su estrella. El hallazgo ha sido posible gracias a la combinación de diferentes telescopios, como el Telescopio Muy Grande, TESS o CHEOPS. El sistema podría ser una ayuda muy importante para entender mejor cómo se forman y evolucionan los planetas. Algo que también será útil en el estudio de nuestro propio Sistema Solar. El sistema de TOI-178 está a 200 años-luz.
En realidad, ya se conoce desde hace algún tiempo. Cuando se observó por primera vez, se detectaron dos planetas a su alrededor. Sin embargo, al analizarlo más detenidamente, quedó claro que era mucho más complejo. En observaciones posteriores entendieron que no eran dos planetas orbitando a una distancia muy similar de la estrella. En su lugar eran muchos más y en una configuración muy específica. En realidad, se trata de seis exoplanetas. Todos, menos el más cercano, están atrapados en una resonancia orbital.
Es decir, a medida que se mueven, se dan ciertos patrones. Un ejemplo muy familiar es el de los satélites de Júpiter. Las lunas Ío, Europa y Ganímedes están en resonancia orbital. Ío, la más cercana al planeta, completa cuatro órbitas por cada órbita de Ganímedes, el más lejano. También completa dos órbitas por cada una que hace Europa. Es decir, se encuentran en resonancia 4:2:1. Los cinco planetas exteriores de TOI-178 siguen una cadena más larga: 18:9:6:4:3. En ella, el único planeta que queda excluido es el más cercano a su estrella…
Una resonancia orbital compleja… y planetas muy diferentes
Así que, por cada 18 órbitas del segundo planeta, el tercero completa 9, el cuarto 6, el quinto completa 4 y el último completa 3. Curiosamente, en un momento dado se descubrieron solo cinco planetas en el sistema. Sin embargo, al seguir la cadena de resonancias, los investigadores determinaron que debería haber un planeta más. No solo eso, tendrían la oportunidad de detectarlo en la siguiente ventana de observación. Pero más allá de descubrir un sexto planeta, el sistema TOI-178 resulta ser mucho más llamativo por las oportunidades que ofrece.
Las órbitas de los seis exoplanetas están muy bien ordenadas. Eso muestra, cuentan los investigadores, que la evolución ha sido muy sencilla desde su formación. Si, en sus primeras etapas, se hubiese visto perturbado de una manera significativa, como por diferentes impactos, esta configuración orbital no habría llegado a sobrevivir. Sin embargo, en contraposición a esa armonía, las densidades de los planetas son todo lo contrario. No parece haber orden alguno al pasar de un planeta a otro. Están todos mezclados de una forma más bien confusa.
Por ejemplo, hay un planeta tan denso como la Tierra, seguido de uno que tan solo tiene la mitad de la densidad de Neptuno. A ese, le sigue otro planeta con la densidad de Neptuno. Es algo muy alejado de lo que vemos en el Sistema Solar. Aquí tenemos cuatro planetas rocosos y cuatro gigantes gaseosos. Este contraste resulta todo un desafío. Mientras el sistema es muy ordenado, desde el punto de vista orbital, desde el punto de vista de su formación y evolución, resulta ser tremendamente caótico, y hay que explicar cuál es su origen…
Muchas fuentes diferentes para explicar el origen de los seis exoplanetas
Los investigadores han utilizado datos del satélite CHEOPS, el instrumento ESPRESSO (del Telescopio Muy Grande) y los telescopios NGST y SPECULOOS. Para poder analizarlos, utilizaron principalmente el método de tránsito, consistente en analizar la luz de una estrella en busca de caídas en su brillo, provocadas por el paso de un objeto por delante. También recurrieron a la velocidad radial, consistente en observar el espectro de luz de la estrella, en busca de pequeñas señales producidas por el movimiento de los exoplanetas en sus órbitas.
Al combinar las técnicas, los investigadores fueron capaces de obtener algunos datos muy importantes. Los seis exoplanetas orbitan mucho más cerca de su estrella que la Tierra del Sol. El planeta más rápido completa su órbita en tan solo unos pocos días. El más alejado tarda diez veces más. Los seis exoplanetas tienen tamaños que van de una a tres veces el de la Tierra. También tienen entre 1,5 y 30 veces su masa. Algunos planetas son rocosos, pero más grande que la Tierra (llamados supertierras), y otros son gaseosos, pero más pequeños que Neptuno (llamados minineptunos).
Ninguno de los exoplanetas se encuentra en la zona habitable de la estrella. Sin embargo, los investigadores ya han apuntado que, siguiendo la cadena de resonancias, es posible que haya más planetas y que alguno esté cerca, o dentro, de la zona habitable. El Telescopio Extremadamente Grande, que comenzará a funcionar en esta década, será capaz de observar exoplanetas rocosos, en la zona habitable de una estrella, de forma directa. En los próximos años, quizá, se descubran muchos más sistemas como TOI-178 y se puedan estudiar todavía mejor…
Estudio
El estudio es A. Leleu, Y. Alibert, N. Hara et al.; «Six transiting planets and a chain of Laplace resonances in TOI-178». Será publicado en la revista Astronomy & Astrophysics. Puede ser consultado en arXiv.
