Un equipo ha descubierto un planeta similar a Neptuno en la zona habitable de un sistema binario de estrellas, lo que pone de relieve el importante papel de los científicos ciudadanos en la detección de exoplanetas con órbitas largas y contribuye a nuestra comprensión de los sistemas planetarios multiestelares. Interpretación artística de TOI 4633 c, un exoplaneta similar a Neptuno que se encuentra orbitando la zona habitable de una estrella similar al Sol.
Astrónomos y científicos ciudadanos han identificado un planeta dentro de la zona habitable de un sistema estelar único que comprende dos estrellas y posiblemente un exoplaneta adicional .
Los cazadores de planetas detectaron el planeta similar a Neptuno cuando pasó frente a su estrella anfitriona, atenuando temporalmente la luz de la estrella de una manera similar a un eclipse solar en la Tierra. Este "método de tránsito" generalmente identifica planetas con órbitas estrechas, ya que es más probable que sigan trayectorias que los coloquen entre la Tierra y su estrella anfitriona y, cuando siguen dichas trayectorias, se muevan a posiciones que bloqueen la luz con mayor frecuencia. Es por eso que este planeta recién descubierto se considera inusualmente lejano, ya que tarda 272 días en dar la vuelta a su estrella. Además, la estrella ahora es, con mucho, la más brillante conocida que alberga un planeta en tránsito en la zona habitable donde puede existir agua líquida.
Observaciones posteriores del sistema revelaron aún más peculiaridades. La estrella también está orbitada por un segundo planeta aún no confirmado con una órbita de 34 días y, quizás lo más interesante, otra estrella. El sistema único proporciona un punto de datos valioso para los científicos que intentan comprender cómo se forman los planetas y permanecen en órbitas estables en sistemas multiestelares. Los investigadores presentan sus descubrimientos el 30 de abril en The Astrophysical Journal.
“Encontrar planetas en sistemas multiestelares es crucial para entender cómo se pueden formar diferentes planetas a partir del mismo material”, dice la autora principal del estudio, Nora Eisner, investigadora del Centro de Astrofísica Computacional del Instituto Flatiron en la ciudad de Nueva York.
Los sistemas de estrellas y planetas se forman cuando nubes de gas y polvo comienzan a agruparse. Cuando una estrella se forma junto a otra, la pareja puede formar un sistema binario de estrellas. Dado que se estima que la probabilidad de formación de planetas en un sistema binario de estrellas es la mitad que en un sistema de una sola estrella, Eisner afirma que "es muy emocionante haber encontrado este".
Contribuciones a la ciencia ciudadana
El planeta recién descubierto, formalmente llamado TOI 4633 c, pero apodado Percival (en honor a un personaje de la serie de libros de “Harry Potter”) por los científicos, fue identificado por primera vez por científicos ciudadanos que analizaron los datos recopilados por el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito ( TESS ) de la NASA . El programa Planet Hunters TESS permite a cualquier persona con una computadora conectada a Internet buscar planetas no descubiertos en los datos de TESS.
“Cada vez que veo un posible tránsito, siento que mi corazón late más rápido y mi entusiasmo aumenta enormemente”, dice Simon Bentzen, un ciudadano científico danés que ha sido voluntario en Planet Hunters TESS desde 2018. “Estoy muy feliz de haber ayudado a encontrar el nuevo sistema. Espero que los nuevos planetas puedan contribuir a nuestra comprensión de la formación planetaria y ayudar a responder otras preguntas planetarias interesantes”.
Los científicos ciudadanos ayudan a los astrónomos a clasificar los enormes conjuntos de datos, que son demasiado grandes para que los investigadores los analicen por sí solos. Hasta la fecha, el proyecto ha permitido que más de 43.000 voluntarios de 90 países ayuden a catalogar unos 25 millones de objetos. Los científicos ciudadanos son especialmente valiosos para encontrar exoplanetas de órbita larga, porque estos objetos son difíciles de identificar para las computadoras.
“El cerebro humano tiene una capacidad increíble para reconocer patrones y filtrar el ruido”, afirma Eisner, investigador principal de Planet Hunters TESS. “Mientras que nuestros algoritmos tienen dificultades para identificar estos planetas de períodos más largos, los científicos ciudadanos no lo consiguen”.
Observaciones avanzadas y perspectivas futuras
Después de que 15 científicos ciudadanos señalaran el posible planeta, Eisner y su equipo decidieron estudiarlo más de cerca. Un estudio de seguimiento de la velocidad radial de la estrella (que buscaba pequeñas oscilaciones en el movimiento de la estrella que revelan la atracción gravitatoria de las estrellas cercanas) mostró un posible segundo planeta cerca de la estrella.
Imágenes posteriores y datos de archivo revelaron que lo que los científicos pensaron en un principio que era una sola estrella en realidad son dos. Las dos estrellas que orbitan en órbita están demasiado cerca una de la otra para poder distinguirlas individualmente desde nuestro punto de vista en la Tierra. Sin embargo, las observaciones de archivo de la estrella recopiladas durante los últimos 119 años mostraron que el sistema es, en efecto, un par de estrellas binarias.
El nuevo exoplaneta tiene la segunda órbita más larga de todos los planetas descubiertos con datos de TESS y es uno de los cinco únicos con órbitas de más de 100 días. “Este planeta es extraordinario en muchos aspectos”, afirma Eisner. “Es extraordinario en su órbita, es extraordinario por estar en la zona habitable y es extraordinario por orbitar alrededor de una estrella brillante”.
Aunque los científicos creen que el planeta se encuentra en la zona habitable, no lo recomendarían como destino para sus próximas vacaciones interestelares. TOI 4633 c no tiene superficie sólida y es probable que su atmósfera esté cargada de vapor de agua, hidrógeno y metano. Sin embargo, estudios anteriores han demostrado que es más probable que los planetas de períodos largos tengan satélites o lunas, que pueden ofrecer superficies sólidas para que se establezca la vida.
"Si este planeta tuviera una luna, probablemente tendría una superficie sólida, que podría ser un gran lugar para encontrar agua", dice Eisner. En el futuro, el exoplaneta podría ser el objetivo de las campañas de detección de exolunas, dado el brillo del sistema y la larga órbita del planeta, dos aspectos que resultan útiles para la detección de exolunas.
Aunque los científicos están interesados en aprender más sobre este sistema, pasarán al menos 30 años antes de que las dos estrellas estén lo suficientemente separadas como para que puedan determinar la disposición exacta del sistema estelar. Confirmar si los planetas orbitan la misma estrella o diferentes podría ayudar a mejorar nuestra comprensión de cuánto tiempo pueden permanecer estables estos sistemas. También podría ayudar a los científicos a hacer mejores predicciones para encontrar nuevos exoplanetas. De hecho, casi la mitad de todas las estrellas similares al Sol ocupan sistemas multiestelares.
“Si pudiéramos delimitar la órbita de los planetas, sería un gran paso para ampliar nuestra comprensión de la formación de exoplanetas”, afirma Eisner. “También podría ayudarnos algún día a observar una estrella y sus propiedades y hacer algunas conjeturas sobre qué planetas orbitan potencialmente en ese sistema”.
Referencia: “Cazadores de planetas TESS. V. Un sistema planetario alrededor de una estrella binaria, incluyendo un mini-Neptuno en la zona habitable” por Nora L. Eisner, Samuel K. Grunblatt, Oscar Barragán, Thea H. Faridani, Chris Lintott, Suzanne Aigrain, Cole Johnston, Ian R. Mason, Keivan G. Stassun, Megan Bedell, Andrew W. Boyle, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Guillaume Hebrard, David W. Hogg, Steve B. Howell, Baptiste Klein, Joe Llama, Joshua N. Winn, Lily L. Zhao, Joseph M. Akana Murphy, Corey Beard, Casey L. Brinkman, Ashley Chontos, Pia Cortes-Zuleta, Xavier Delfosse, Steven Giacalone, Emily A. Gilbert, Neda Heidari, Rae Holcomb, Jon M. Jenkins, Flavien Kiefer, Jack Lubin, Eder Martioli, Alex S. Polanski, Nicholas Saunders, Sara Seager, Avi Shporer, Dakotah Tyler, Judah Van Zandt, Safaa Alhassan, Daval J. Amratlal, Lais I. Antonel, Simon LS Bentzen, Milton K. D Bosch, David Bundy, Itayi Chitsiga, Jérôme F. Delaunay, Xavier Doisy, Richard Ferstenou, Mark Fynø, James M. Geary, Gerry Haynaly, Pete Hermes, Marc Huten, Sam Lee, Paul Metcalfe, Garry J. Pennell, Joanna Puszkarska, Thomas Schäfer, Lisa Stiller, Christopher Tanner, Allan Tarr y Andrew Wilkinson, 30 de abril de 2024, The Astronomical Journal.