El satélite para la localización de exoplanetas Cheops, misión de la Agencia Espacial Europea (ESA), ha permitido hallar un sistema planetario que aloja al menos seis planetas con una disposición única. Los astros que lo conforman orbitan entre ellos en una danza rítmica que se repite en el tiempo. El descubrimiento desafía las teorías sobre la formación y evolución de los planetas.
El sistema se llama TOI-178 y se encuentra a unos doscientos años luz, en la constelación de Sculptor. Su estrella se hallaba en la lista de objetivos de Cheops a raíz de las observaciones realizadas con la misión TESS de la NASA. Los astrónomos esperaban que albergase al menos tres exoplanetas y que orbitaran entre ellos de una forma muy particular. Así que el telescopio de la ESA se dirigió a observarlos con mayor detalle. Los datos de Cheops han revelado ahora que cinco de los seis planetas del sistema -el más cercano a la estrella quedaría fuera de la coreografía- experimentan un fenómeno llamado resonancia orbital. Este implica la existencia de patrones de órbitas regulares y periódicas entre los astros.
We are excited to reveal a unique planetary system containing 6 #exoplanets!
The TOI-178 system looks very different to our own Solar System and challenges current theories of planet formation.
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— ESA CHEOPS – Characterising Exoplanet Satellite (@ESA_CHEOPS) January 25, 2021
El equipo de investigadores también contó con observaciones previas de Espresso, NGTS y la red de telescopios Speculoos, aparatos acogidos por las instalaciones del Observatorio Europeo Austral (ESO) y del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en el caso de Speculoos. Los resultados se han publicado esta semana en la revista Astronomy & Astrophysics.
Los planetas de TOI-178 describen un patrón 12:9:6:4:2. Mientras que el primero del patrón -el segundo más cercano a la estrella- completa 12 órbitas, el siguiente completa nueve , el siguiente seis, luego cuatro y, finalmente, el más externo realizará dos.
No hace falta irse muy lejos para encontrar otros ejemplos del fenómeno. Las lunas de Júpiter Ío, Europa y Ganimedes también orbitan de esta manera en un patrón 4:2:1. El sistema TRAPPIST-1, uno de los sistemas planetarios mejor estudiados, también presenta resonancia orbital.
Gracias a esta armónica coreografía, los astrónomos encontraran al más externo de los seis astros, no observado en un primer momento. “Predijimos su trayectoria con mucha precisión al asumir que estaría en resonancia con el resto de los planetas”, explica en un comunicado de la ESA el autor principal del artículo Adrien Leleu, astrofísico de la Universidad de Ginebra y la Universidad de Berna, ambas en Suiza.
Algo que el equipo no pudo predecir, y que descolocó a los astrónomos, fue la desordenada disposición de los planetas en función de sus tamaños y masas. Densos y rocosos planetas mayores al nuestro se intercalaban con gaseosos cuerpos sin lógica aparente.
La fragilidad de la configuración de las órbitas en los sistemas resonantes implica que no se haya producido ningún evento catastrófico durante su formación, como un gran impacto. En cambio, la heterogénea mezcla de densidades de los planetas de TOI-178 contradice esta suposición.
Leleu y su equipo desean seguir usando Cheops para estudiar TOI-178 con un nivel de detalle aún mayor. El sistema está ubicado en una posición en el cielo que lo hace observable también por la mayoría de los telescopios terrestres de todo el mundo. Además, la estrella anfitriona es lo suficientemente brillante y los radios de los planetas exteriores lo suficientemente grandes para hacerlos potencialmente susceptibles de observaciones del próximo y enorme telescopio E-ELT y el telescopio espacial James Webb. Fuente La Vanguardia