Científicos descubren un raro sistema de seis planetas que se mueve en extraña sincronía

Ilustración artística de los seis planetas recién descubiertos que orbitan su estrella en resonancia. Imagen de Roger Thibaut (NCCR PlanetS). Crédito: Roger Thibaut (NCCR PlanetS)

Un estudio dirigido por el astrónomo Rafael Luque de la Universidad de Chicago puede decirnos cómo se forman los planetas.

Los científicos han descubierto una visión poco común en un sistema estelar cercano: seis planetas orbitando su estrella central en un ritmo rítmico. Los planetas se mueven en un vals orbital que se repite con tanta precisión que se le puede poner música fácilmente.

Un caso raro de un bloqueo gravitacional "sincronizado", el sistema podría ofrecer una visión profunda de la formacióny evolución de los planetas.

El análisis, dirigido por el científico Rafael Luque de la Universidad de Chicago, se publicó el 29 de noviembre en Nature.

"Este descubrimiento se va a convertir en un sistema de referencia para estudiar cómo se forman y evolucionan los subneptunos, el tipo de planeta más común fuera del sistema solar, de qué están hechos y si reúnen las condiciones adecuadas para sustentar la existencia de agua líquida en sus superficies", afirmó Luque.

Una resonancia rara

Los seis planetas orbitan alrededor de una estrella conocida como HD110067, que 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. Combinando datos de TESS y del satélite CARacterizing ExOPlanet Satellite (Cheops) de la Agencia Espacial Europea, un equipo de investigadores analizó los datos y descubrió una configuración única en su tipo.

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.

Si bien los sistemas multiplanetarios son comunes en nuestra galaxia, los astrónomos observan con mucha menos frecuencia aquellos que se encuentran en una formación gravitacional estrecha conocida como "resonancia".

En este caso, el planeta más cercano a la estrella realiza tres órbitas por cada dos del siguiente planeta (lo que se denomina resonancia 3/2), un patrón que se repite entre los cuatro planetas más cercanos. Entre los planetas más externos, un patrón de cuatro órbitas por cada tres del planeta siguiente (una resonancia de 4/3) se repite dos veces.

Y estas órbitas resonantes son sólidas como una roca: los planetas probablemente han estado realizando esta misma danza rítmica desde que se formó el sistema hace miles de millones de años, dijeron los científicos.

Historias de formación

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 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, y aún menos muestran una cadena de planetas en esa configuración", dijo Luque. Por eso HD110067 es especial e invita a más estudios: "Nos muestra la configuración prístina de un sistema planetario que ha sobrevivido intacto".

Se necesitarán mediciones más precisas de las masas y órbitas de estos planetas para afinar aún más la imagen de cómo se formó el sistema.

Fuente: Universidad de Chicago