Un cuarto mundo en la zona habitable de un sistema solar con planetas de densidad insólitamente baja

Desde que se descubrieron, alrededor de la estrella Kepler-51, tres planetas con una densidad extraordinariamente baja, el misterio sobre ellos no ha cesado.

Esos tres planetas tienen tamaños que, en líneas generales, son similares al de Saturno, pero sus masas son solo de unas pocas veces la de la Tierra, resultando ello en una densidad como la del algodón de azúcar. Se cree que tienen núcleos diminutos y enormes atmósferas de hidrógeno y helio, pero cómo se formaron estos extraños planetas y cómo sus atmósferas no han sido destruidas por la intensa radiación de su joven estrella sigue siendo un enigma.

Los planetas con una densidad tan baja como la de estos son muy inusuales y, cuando alguno se forma, suele ser el único de su tipo en un sistema planetario. Intentar explicar cómo se formaron tres planetas de este tipo en un mismo sistema es todo un desafío.

Y ahora resulta que este inusual sistema planetario, situado a unos 2.600 años-luz de distancia de la Tierra, tiene al menos un planeta más, según una nueva investigación. El hallazgo de este cuarto planeta, y la posibilidad de que existan más, hacen todavía más complejo y extraño a este sistema solar.

El estudio lo ha realizado un equipo integrado, entre otros, por Jessica Libby-Roberts, de la Universidad Estatal de Pensilvania en Estados Unidos, y Kento Masuda, de la Universidad de Osaka en Japón.

El equipo se propuso estudiar Kepler-51d, el tercer planeta del sistema, con el telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA, la ESA y la CSA, respectivamente las agencias espaciales estadounidense, europea y canadiense, pero estuvo a punto de perder su oportunidad cuando el planeta pasó inesperadamente por delante de su estrella dos horas antes de lo que predecían los modelos. Tras analizar datos nuevos y de archivo procedentes de diversos telescopios espaciales y terrestres, los investigadores descubrieron que la mejor explicación es la presencia de un cuarto planeta, cuya atracción gravitatoria influye en las órbitas de los demás planetas del sistema.

Recreación artística del sistema solar de Kepler-51. (Ilustración: NASA / ESA / L. Hustak, J. Olmsted, D. Player y F. Summers (STScI). CC BY-SA)

Cuando un planeta pasa por delante de su estrella, desde la perspectiva visual con la que la vemos desde la Tierra o sus inmediaciones, bloquea parte de la luz de la estrella, provocando una ligera disminución de su brillo. La duración y la magnitud de esa disminución dan pistas sobre el tamaño del planeta y otras características. Esos planetas pueden pasar por delante de su estrella cada vez que completan una órbita alrededor de ella, pero a veces lo hacen unos minutos antes o después porque la gravedad de otros planetas del sistema tira de ellos. Estas pequeñas diferencias se conocen como variaciones en el tiempo de tránsito y se incorporan a los modelos manejados por los astrónomos, a fin de que estos puedan predecir con exactitud cuándo un planeta cruzará por delante de su estrella.

Después de analizar todos los datos, el equipo llegó a la conclusión de que la explicación que mejor concuerda con lo observado es que el cuarto planeta, al que se le ha dado el nombre de Kepler-51e, tenga una masa similar a las de los otros tres planetas y siga una órbita bastante circular que le haga dar una vuelta completa en torno a su estrella en unos 264 días. Se desconoce, por ahora, si la densidad de este cuarto planeta es tan baja como la de los otros tres conocidos. En cualquier caso, Kepler-51e orbita dentro de la franja orbital habitable en torno a Kepler-51, o sea la zona en la cual el calor recibido de esa estrella no es ni excesivo ni insuficiente para permitir la existencia de agua líquida en la superficie de un planeta. Dado que el agua líquida es un ingrediente esencial para la vida tal como la conocemos, es plausible que un planeta con agua líquida en su superficie albergue vida.

El estudio se titula “A Fourth Planet in the Kepler-51 System Revealed by Transit Timing Variations”. Y se ha publicado en la revista académica The Astronomical Journal. (Fuente: NCYT de Amazings)