Un equipo internacional descobre un sistema de seis planetas cuxo movemento ao redor da súa estrela mantívose inalterable desde a súa formación fai miles de millóns de anos
29 nov 2023 . Actualizado á 23:22 h.Chámase HD 110067 e é algo así como un sistema planetario fósil. É un conxunto formado por seis planetas que orbitan ao redor dunha estrela situada na constelación de Coma Berenices, situada a 100 anos luz de distancia da Terra. Nada anormal dito así, pero o que converte ao fenómeno en algo sorprendente é que desde a súa formación, fai miles de millóns de anos, os seis astros mantiveron inalterable a súa danza gravitatoria. Sempre se repite da mesma forma, un feito inusual que converte a estes astros en candidatos ideais para estudar a composición das súas atmosferas. E, ademais, trátase do sistema máis brillante coñecido con catro ou máis planetas.
Esta peculiar familia de seis planetas foi descuberta por un equipo internacional liderado polo español Rafael Luque, da Universidade de Chicago, nun traballo no que tamén participaron varios investigadores do Instituto de Ciencias do Espazo (IZAR-CSIC); o Instituto de Estudos Espaciais de Cataluña (IECC) e do Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).
O sistema planetario presenta unha configuración resoante, o que significa que as súas órbitas están sincronizados dun xeito particular. Neste caso, o planeta máis próximo á estrela realiza tres órbitas por cada dúas do seguinte planeta, o que se denomina resonancia 3/2, un patrón que se repite entre os catro planetas máis próximos. No caso dos astros máis afastados, trátase de catro órbitas por cada tres do planeta seguinte, unha resonancia 4/3.
Estes sistemas son extremadamente importantes porque informan os astrónomos sobre a formación e posterior evolución do sistema planetario. Os sistemas planetarios tenden a formarse en resonancia, pero poden ser perturbados facilmente. Por exemplo, un planeta moi masivo no sistema, un encontro próximo cunha estrela pasaxeira ou calquera tipo de fusión ou colisión poden alterar o delicado equilibrio. Por tanto, atopar un sistema resoante é como observar un sistema planetario fósil.
No achado deste raro sistema estelar foi crucial a achega do satélite de caracterización de exoplanetasa Cheops, da Axencia Espacial Europea (ESA). Foi o que permitiu desvelar a súa configuración resoante. «Keops deunos esta configuración resoante que nos permitiu predicir todos os demais períodos de orbitación. Sen esa detección de Keops sería imposible», destaca Rafael Luque.
Pero detrás da súa identificación atópase unha historia detectivesca. As primeiras pistas procederon do satélite Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA, cuxo obxectivo é examinar todo o ceo pedazo a pedazo para atopar exoplanetas de período pequeno (anos curtos). No 2020, TESS detectou descensos no brillo da estrela HD 110067, o que indicaba o paso de planetas por diante da súa superficie. Estas pequenas eclipses son o que os astrónomos chaman tránsitos.
Dous anos despois, TESS volveu observar a mesma estrela. Sumando ambos os conxuntos de medicións, os científicos dispoñían dun abanico de tránsitos para estudar. Pero era difícil distinguir cantos planetas representaban, ou precisar as súas órbitas. E os dous conxuntos de observacións parecían discrepar entre si.
«Foi entón cando decidimos utilizar Cheops», explica Rafael Luque. Cheops é o Satélite de Caracterización de Exoplanetas (Characterising Exoplanets Satellite), a primeira misión da ESA dedicada a estudar estrelas brillantes e próximas das que xa se sabe que albergan exoplanetas, e que conta coa participación do ICE-CSIC e o IEEC. «Fomos pescar sinais entre todos os períodos potenciais que eses planetas podían ter», explica Luque.
Finalmente, os astrónomos identificaron os dous planetas máis interiores, con períodos orbitais de 9 días para o máis próximo e de 14 días para o seguinte. Un terceiro planeta, cun ano duns 20,5 días, foi identificado coa axuda dos datos de Cheops.
Juan Carlos Morales, Guillem Anglada-Escudei e Ignasi Ribas, todos eles investigadores do ICE-CSIC e o IEEC, participaron na investigación achegando observacións realizadas con Carmenes, o instrumento de procura de exoplanetas do Observatorio de Calar Alto codesarrollado polo Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC). Tamén colaboraron programando as observacións co planificador de Carmenes, baseado no software Stars, unha solución de intelixencia artificial para a planificación de operacións de misións espaciais e instrumentos astronómicos desenvolvida polo IZAR-CSIC, o IEEC e o Instituto de Ciencias do Cosmos da Universitat de Barcelona (ICCUB).
«As observacións espectroscópicas de alta resolución de Carmenes ao longo dun ano, xunto coas do espectrógrafo HARPS-N, utilizáronse para determinar a masa de tres dos planetas do sistema e marcar uns límites estritos para as demais, revelando que son o que chamamos planetas de clase sub-Neptuno», explica Juan Carlos Morales, investigador do ICE-CSIC e o IEEC.