Un equipo internacional descubre un sistema de seis planetas cuyo movimiento alrededor de su estrella se ha mantenido inalterable desde su formación hace miles de millones de años
29 nov 2023 . Actualizado a las 23:22 h.Se llama HD 110067 y es algo así como un sistema planetario fósil. Es un conjunto formado por seis planetas que orbitan alrededor de una estrella situada en la constelación de Coma Berenices, situada a 100 años luz de distancia de la Tierra. Nada anormal dicho así, pero lo que convierte al fenómeno en algo sorprendente es que desde su formación, hace miles de millones de años, los seis astros han mantenido inalterable su danza gravitatoria. Siempre se repite de la misma forma, un hecho inusual que convierte a estos astros en candidatos ideales para estudiar la composición de sus atmósferas. Y, además, se trata del sistema más brillante conocido con cuatro o más planetas.
Esta peculiar familia de seis planetas ha sido descubierta por un equipo internacional liderado por el español Rafael Luque, de la Universidad de Chicago, en un trabajo en el que también han participado varios investigadores del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC); el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IECC) y del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).
El sistema planetario presenta una configuración resonante, lo que significa que sus órbitas están sincronizados de una manera particular. 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. En el caso de los astros más alejados, se trata de cuatro órbitas por cada tres del planeta siguiente, una resonancia 4/3.
Estos sistemas son extremadamente importantes porque informan a los astrónomos sobre la formación y posterior evolución del sistema planetario. Los sistemas planetarios tienden a formarse en resonancia, pero pueden ser perturbados fácilmente. Por ejemplo, un planeta muy masivo en el sistema, un encuentro cercano con una estrella pasajera o cualquier tipo de fusión o colisión pueden alterar el delicado equilibrio. Por tanto, encontrar un sistema resonante es como observar un sistema planetario fósil.
En el hallazgo de este raro sistema estelar fue crucial la aportación del satélite de caracterización de exoplanetasa Cheops, de la Agencia Espacial Europea (ESA). Fue el que permitió desvelar su configuración resonante. «Keops nos dio esta configuración resonante que nos permitió predecir todos los demás períodos de orbitación. Sin esa detección de Keops hubiera sido imposible», destaca Rafael Luque.
Pero detrás de su identificación se encuentra una historia detectivesca. Las primeras pistas procedieron del satélite Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, cuyo objetivo es examinar todo el cielo pedazo a pedazo para encontrar exoplanetas de período pequeño (años cortos). En el 2020, TESS detectó descensos en el brillo de la estrella HD 110067, lo que indicaba el paso de planetas por delante de su superficie. Estos pequeños eclipses son lo que los astrónomos llaman tránsitos.
Dos años después, TESS volvió a observar la misma estrella. Sumando ambos conjuntos de mediciones, los científicos disponían de un abanico de tránsitos para estudiar. Pero era difícil distinguir cuántos planetas representaban, o precisar sus órbitas. Y los dos conjuntos de observaciones parecían discrepar entre sí.
«Fue entonces cuando decidimos utilizar Cheops», explica Rafael Luque. Cheops es el Satélite de Caracterización de Exoplanetas (Characterising Exoplanets Satellite), la primera misión de la ESA dedicada a estudiar estrellas brillantes y cercanas de las que ya se sabe que albergan exoplanetas, y que cuenta con la participación del ICE-CSIC y el IEEC. «Fuimos a pescar señales entre todos los períodos potenciales que esos planetas podían tener», explica Luque.
Finalmente, los astrónomos identificaron los dos planetas más interiores, con períodos orbitales de 9 días para el más cercano y de 14 días para el siguiente. Un tercer planeta, con un año de unos 20,5 días, fue identificado con la ayuda de los datos de Cheops.
Juan Carlos Morales, Guillem Anglada-Escudé e Ignasi Ribas, todos ellos investigadores del ICE-CSIC y el IEEC, participaron en la investigación aportando observaciones realizadas con Carmenes, el instrumento de búsqueda de exoplanetas del Observatorio de Calar Alto codesarrollado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC). También colaboraron programando las observaciones con el planificador de Carmenes, basado en el software Stars, una solución de inteligencia artificial para la planificación de operaciones de misiones espaciales e instrumentos astronómicos desarrollada por el ICE-CSIC, el IEEC y el Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB).
«Las observaciones espectroscópicas de alta resolución de Carmenes a lo largo de un año, junto con las del espectrógrafo HARPS-N, se utilizaron para determinar la masa de tres de los planetas del sistema y marcar unos límites estrictos para las demás, revelando que son lo que llamamos planetas de clase sub-Neptuno», explica Juan Carlos Morales, investigador del ICE-CSIC y el IEEC.