El observatorio VLBA encuentra un planeta orbitando una pequeña y fría estrella

Usando la súper nítida "visión" a través de ondas radio del radiotelescopio Very Long Baseline Array (VLBA) de la Fundación Nacional de Ciencias, unos astrónomos han descubierto un planeta del tamaño de Saturno orbitando cerca de una pequeña y fría estrella a 35 años luz de la Tierra. Este es el primer descubrimiento de un planeta extrasolar con un radiotelescopio usando una técnica que requiere mediciones extremadamente precisas de la posición de una estrella en el cielo.

 

La técnica es conocida desde hace mucho tiempo, pero ha demostrado ser difícil de usar. Implica el seguimiento del movimiento real de la estrella en el espacio, para luego detectar un minúsculo "bamboleo" en ese movimiento causado por el efecto gravitatorio del planeta. La estrella y el planeta orbitan alrededor de un lugar que representa el centro de masas de ambos combinados. El planeta se pone de manifiesto indirectamente si esa ubicación, llamada baricentro, está lo suficientemente lejos del centro de la estrella como para causar un bamboleo detectable por un telescopio.

 

Esta técnica, llamada técnica astrométrica, se espera que sea particularmente buena para detectar planetas similares a Júpiter en órbitas distantes de la estrella. Esto se debe a que cuando un planeta masivo orbita una estrella, el bamboleo producido en la estrella aumenta con una mayor separación entre el planeta y la estrella, y a una distancia dada de la estrella, cuanto más masivo sea el planeta, mayor será el bamboleo producido.

 

A partir de junio de 2018 y durante un año y medio, los astrónomos siguieron la pista de una estrella llamada TVLM 513-46546, una enana fría con menos de una décima parte de la masa de nuestro Sol. Además, utilizaron datos de nueve observaciones previas de la estrella por parte del VLBA entre marzo de 2010 y agosto de 2011.

 

 

La ilustración muestra cómo el movimiento de la estrella alrededor del centro de masas entre ella y el planeta causa un "bamboleo" en su movimiento a través del espacio. La capacidad del VLBA para detectar este minúsculo efecto reveló la presencia del planeta. (Foto: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF)

 

Un extenso análisis de los datos de esos periodos de tiempo reveló un revelador bamboleo en el movimiento de la estrella que indicaba la presencia de un planeta comparable en masa a Saturno, orbitando la estrella una vez cada 221 días. Este planeta está más cerca de la estrella que Mercurio del Sol.

 

Las estrellas pequeñas y frías como TVLM 513-46546 son el tipo de estrella más numeroso en nuestra Vía Láctea, y se ha descubierto que muchas de ellas tienen planetas más pequeños, comparables a la Tierra y Marte.

 

"Se espera que los planetas gigantes, como Júpiter y Saturno, sean raros alrededor de estrellas pequeñas como esta, y la técnica astrométrica es mejor para encontrar planetas como Júpiter en órbitas amplias, por lo que nos sorprendió encontrar un planeta de menor masa, como Saturno, en una órbita relativamente compacta. Esperábamos encontrar un planeta más masivo, similar a Júpiter, en una órbita más amplia", dijo Salvador Curiel, de la Universidad Nacional Autónoma de México. "Detectar los movimientos orbitales de este compañero planetario de masa sub-Júpiter en una órbita tan compacta fue un gran desafío", añadió.

 

Se han descubierto más de 4.200 planetas que orbitan alrededor de estrellas distintas del Sol, pero el planeta que rodea a TVLM 513-46546 es solo el segundo que se encuentra usando la técnica astrométrica. Otro método muy exitoso, llamado técnica de velocidad radial, también se basa en el efecto gravitatorio del planeta sobre la estrella. Esa técnica detecta la ligera aceleración de la estrella, ya sea hacia o desde la Tierra, causada por el movimiento de la estrella alrededor del baricentro.

 

"Nuestro método complementa el método de velocidad radial que es más sensible a los planetas que orbitan en órbitas cercanas, mientras que el nuestro es más sensible a los planetas masivos en órbitas más alejadas de la estrella", dijo Gisela Ortiz-Leon del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Alemania. "De hecho, estas otras técnicas han encontrado solo unos pocos planetas con características como masa del planeta, tamaño orbital y masa de la estrella anfitriona, similares al planeta que encontramos. Creemos que el VLBA, y la técnica de astrometría en general, podría revelar muchos más planetas similares".

 

Una tercera técnica, llamada método de tránsito, también muy exitosa, detecta el ligero oscurecimiento de la luz de la estrella cuando un planeta pasa por delante de ella, visto desde la Tierra.

 

El método astrométrico ha tenido éxito en la detección de sistemas estelares binarios cercanos, y fue reconocido ya en el siglo XIX como un medio potencial para descubrir planetas extrasolares. A lo largo de los años, se anunciaron varios descubrimientos de este tipo, que no sobrevivieron a un mayor escrutinio. La dificultad ha sido que el bamboleo estelar producido por un planeta es tan pequeño cuando se ve desde la Tierra que requiere una precisión extraordinaria en las mediciones de posición.

 

"El VLBA, con antenas separadas por hasta 8.000 kilómetros, nos proporcionó el gran poder de resolución y la altísima precisión necesaria para este descubrimiento", dijo Amy Mioduszewski, del Observatorio Nacional de Radioastronomía. "Además, las mejoras que se han hecho en la sensibilidad del VLBA nos dieron la calidad de datos que hizo posible hacer este trabajo ahora", añadió. (Fuente: NCYT Amazings)