Primera vista completa en 3D del sistema binario estrella-planeta de VLBA


Al rastrear con precisión una pequeña oscilación, casi imperceptible, en el movimiento de una estrella cercana a través del espacio, los astrónomos han descubierto un planeta similar a Júpiter que orbita esa estrella, que es una 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. Este logro, dijeron los astrónomos, puede proporcionar nuevos conocimientos valiosos sobre el proceso de formación de planetas.

Aunque hasta ahora se han descubierto más de 5.000 planetas extrasolares, solo tres se han descubierto utilizando la técnica, llamada astrometría, que produjo este descubrimiento. Sin embargo, la hazaña de determinar la arquitectura 3D de un sistema estelar binario que incluye un planeta “no se puede lograr con otros métodos de descubrimiento de exoplanetas”, dijo Salvador Curiel, de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

En la concepción de este artista, una estrella pequeña (naranja) está orbitada por un planeta similar a Júpiter (azul) y por una estrella compañera más distante (roja). Crédito: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF

«Dado 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 Curiel.

Las dos estrellas, que juntas se llaman GJ 896AB, están 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 por ciento de la masa de nuestro Sol, mientras que el más pequeño tiene alrededor del 17 por ciento de la masa del Sol. Están separados por aproximadamente la distancia de Neptuno al Sol, y orbitan entre sí una vez cada 229 años.

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. Luego realizaron nuevas observaciones de VLBA en 2020. La resolución súper nítida del VLBA en todo el continente —capacidad de ver detalles 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 común a través del espacio.

El seguimiento detallado del movimiento de la estrella más grande mostró un ligero bamboleo que reveló la existencia del planeta. El bamboleo es causado por el efecto gravitatorio del planeta sobre la estrella. La estrella y el planeta orbitan una ubicación entre ellos que representa su centro de masa común. Cuando esa ubicación, llamada baricentro, está lo suficientemente lejos de la estrella, el movimiento de la estrella a su alrededor puede ser detectable.

Los astrónomos calcularon que el planeta tiene aproximadamente el doble de la masa de 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 aproximadamente 148 grados con respecto a las órbitas de las dos estrellas.

“Esto significa que el planeta se mueve alrededor de la estrella principal en dirección opuesta a la de la estrella secundaria alrededor de la estrella principal”, dijo Gisela Ortiz-León, de la UNAM y del Instituto Max Planck de Radioastronomía. «Esta es la primera vez que se observa tal estructura dinámica en un planeta asociado con un sistema binario compacto que presumiblemente se formó en el mismo disco protoplanetario», agregó.

«Estudios detallados adicionales de este y otros sistemas similares pueden ayudarnos a obtener información importante sobre cómo se forman los planetas en sistemas binarios. Existen teorías alternativas para el mecanismo de formación, y posiblemente más datos puedan indicar cuál es más probable», dijo Joel Sánchez-Bermúdez. , de la UNAM. «En particular, los modelos actuales indican que es muy poco probable que un planeta tan grande acompañe a una estrella tan pequeña, por lo que tal vez esos modelos deban ajustarse», agregó.

La técnica astrométrica será una herramienta valiosa para caracterizar más sistemas planetarios, dijeron los astrónomos. «Podemos hacer mucho más trabajo como este con el VLA de próxima generación planificado (ngVLA)», dijo Amy Mioduszewski, del Observatorio Nacional de Radioastronomía. «Con él, podremos encontrar planetas tan pequeños como la Tierra».

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

Con información de NRAO

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