Vista completa en 3D de un sistema estelar binario

Al rastrear un pequeño, casi imperceptible, bamboleo en el movimiento de una estrella cercana a través del espacio, los astrónomos han descubierto un planeta similar a Júpiter que orbita alrededor de esta estrella, uno de un par binario. Su trabajo, utilizando el Very Long Baseline Array (VLBA) de la National Science Foundation, produjo la primera determinación de la estructura tridimensional completa de las órbitas de un par binario de estrellas y un planeta que orbita una de ellas. Los astrónomos dijeron que el logro podría proporcionar nuevos conocimientos valiosos sobre el proceso de formación de planetas.

Aunque hasta el momento se han descubierto más de 5.000 exoplanetas, solo tres se han descubierto utilizando una técnica, llamada astronomía, que produjo el descubrimiento. Sin embargo, Salvador Curiel, de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), dijo que el logro de determinar la arquitectura 3D de un sistema estelar binario que incluye un planeta “no es alcanzable con otros métodos de detección de exoplanetas”.

«Debido a que la mayoría de las estrellas están en sistemas binarios o múltiples, poder comprender sistemas como este nos ayudará a comprender la formación de planetas en general», dijo Coriel.

Las dos estrellas, juntas llamadas GJ 896AB, se encuentran a unos 20 años luz de la Tierra, vecinos cercanos según los estándares astronómicos. Son estrellas enanas rojas, el tipo más común en nuestra galaxia, la Vía Láctea. El más grande, alrededor del cual orbita el planeta, tiene alrededor del 44% de la masa de nuestro Sol, mientras que el más pequeño tiene alrededor del 17% de la masa del Sol. Están separados por una distancia de aproximadamente Neptuno del Sol, y orbitan entre sí una vez cada 229 años.

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Para su estudio de GJ 896AB, los astrónomos combinaron datos de observaciones ópticas del sistema realizadas entre 1941 y 2017 con datos de observaciones de VLBA entre 2006 y 2011. Para ver los detalles más finos, produjo mediciones extremadamente precisas de las posiciones de las estrellas a lo largo del tiempo. Los astrónomos realizaron un extenso análisis de los datos que revelaron los movimientos orbitales de las estrellas, así como su movimiento conjunto a través del espacio.

El seguimiento detallado del movimiento de la estrella más grande mostró un ligero bamboleo que reveló la presencia del planeta. La oscilación es causada por el efecto de la gravedad del planeta sobre la estrella. La estrella y el planeta orbitan alrededor de una posición entre ellos que es su centro de masa común. Cuando esta ubicación, llamada baricentro, está lo suficientemente lejos de la estrella, se puede detectar el movimiento de la estrella a su alrededor.

Los astrónomos calculan que el planeta tiene el doble de masa que Júpiter y orbita la estrella cada 284 días. Su distancia a la estrella es ligeramente menor que la distancia de Venus al Sol. La órbita del planeta está inclinada unos 148 grados con respecto a las órbitas de las dos estrellas.

“Esto significa que el planeta se está moviendo alrededor de la estrella principal en dirección opuesta a la estrella secundaria alrededor de la estrella principal”, dijo Gisela Ortiz-Lyon, de la UNAM y del Instituto Max Planck de Radio Artes. «Esta es la primera vez que se observa una estructura dinámica de este tipo en un planeta asociado con un sistema binario compacto presumiblemente formado en el mismo disco protoplanetario», agregó.

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«Estudios más detallados de este y otros sistemas similares pueden ayudarnos a obtener información importante sobre cómo se forman los planetas en sistemas binarios. Existen teorías alternativas del mecanismo de formación, y más datos podrían indicar cuál es más probable», dijo Joel Sanchez-Bermúdez, de la UNAM.»En particular, los modelos actuales indican que es poco probable que un planeta tan grande sea compañero de una estrella tan pequeña, por lo que tal vez estos modelos deban modificarse», agregó.

Los astrónomos dijeron que la tecnología astrométrica sería una herramienta valiosa para describir más sistemas planetarios. «Podemos hacer más trabajos como este con la próxima generación de VLA (ngVLA) planificada», dijo Amy Miodozzewski, del Observatorio Nacional de Radioastronomía. «Usándolo, podremos encontrar planetas tan pequeños como la Tierra».

Los astrónomos anunciaron sus hallazgos en la edición del 1 de septiembre de The Astronomical Journal.

El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la Fundación Nacional de Ciencias y es operado bajo un acuerdo de cooperación por Associated Universities, Inc.

Referencia:

  1. Salvador Coriel, Gisela N. Ortiz León, Amy J. Miodozzewski, Joel Sánchez Bermúdez. Arquitectura orbital 3D de un sistema enano binario y su compañero planetario. Revista astronómica, 2022; 164 (3): 93 DOI: 10.3847/1538-3881/ac7c66
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