Un sistema solar compacto con seis planetas orquestados

Recreación artística de HD 158259 b, uno de los seis planetas del sistema - exoplanetkyoto.org

MADRID, 16 Abr. (EUROPA PRESS) -

Observaciones durante siete años con el espectrógrafo SOPHIE en el Observatorio de Alta Provenza (Francia) han revelado que la estrella HD 158259, casi visible a simple vista en la constelación de Draco, tiene seis compañeros planetarios: una supertierra y cinco minineptunos, según el análisis de datos dirigido por investigadores de la Universidad de Ginebra (UNIGE).

Estos planetas muestran un espaciado excepcionalmente regular, que sugiere cómo se pudo haber formado el sistema. Este estudio, publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, también incluye observaciones del telescopio espacial de la NASA TESS de la estrella, que revelan la densidad del planeta más interno.

Las mediciones SOPHIE de HD 158259 permiten medir la velocidad radial de la estrella con gran precisión, es decir, la velocidad de la estrella en la dirección de la línea de visión. Es el mismo tipo de medición que condujo al descubrimiento de 51 Peg b por los ganadores del Premio Nobel 2019 Michel Mayor y Didier Queloz en 1995. Además, la detección de 51 Peg by los seis planetas de HD 158259 se realizó utilizando El mismo telescopio.

La presentación de un sistema con planetas tan pequeños no hubiera sido posible en 1995, ni en la instalación de SOPHIE en 2006. "El descubrimiento de este sistema excepcional ha sido posible gracias a la adquisición de una gran cantidad de mediciones, también como una mejora dramática del instrumento y de nuestras técnicas de procesamiento de señales ", dice François Bouchy, profesor del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y coordinador del programa de observación. "Este es un gran trabajo y muestra el importante papel que juegan los telescopios más pequeños en la promoción de los avances de la astronomía a través de la investigación de alta calidad utilizando observatorios antiguos pero bien financiados", agrega Paul A. Wilson, investigador de la Universidad de Warwick y coautor de el estudio.

Las observaciones de SOPHIE mostraron que el planeta más cercano a HD 158259 y los cinco planetas exteriores presentan masas de dos y seis veces la de la Tierra, respectivamente. Se ha encontrado que el sistema es compacto, en el sentido de que la distancia del planeta más externo a su estrella es 2,6 veces menor que la distancia entre Mercurio y el Sol. Además, el telescopio espacial TESS de la NASA observó una disminución del brillo de la estrella a medida que el planeta más interno transitaba entre el observador y la estrella. "Las mediciones TESS apoyan fuertemente la detección del planeta y nos permiten estimar su radio, lo que aporta información muy valiosa sobre la estructura interna del planeta", dice Isabelle Boisse, investigadora del Laboratorio de Astrofísica de Marsella y coautora del estudio.

Se conocen cientos de sistemas multiplanetarios, pero solo una docena contiene seis planetas o más. La presencia de seis planetas en órbita HD 158259 hace que este sistema sea notable, pero su característica más interesante es su regularidad. De hecho, la relación de períodos de cualquiera de los dos planetas posteriores es cercana a 3:2. Esto significa que a medida que el primer planeta, el más cercano a la estrella, completa tres órbitas, el segundo completa aproximadamente dos. A medida que este segundo planeta completa tres órbitas, el tercero completa alrededor de dos, y así sucesivamente.

Esta situación se entiende mejor en el marco general de la "resonancia", que desempeña un papel clave en la arquitectura de los sistemas planetarios. Se dice que varios planetas están en resonancia cuando se encuentran periódicamente en la misma configuración después de completar un número potencialmente diferente de órbitas. "Esto es comparable a varios músicos que tocan ritmos distintos, pero que golpean al mismo tiempo al comienzo de cada compás", dice Nathan C. Hara, investigador del Departamento de astronomía de la Facultad de ciencias de la UNIGE, Los planetas también pueden estar cerca de la resonancia, pero no exactamente dentro. Este es el caso de los planetas de HD 158259.

¿Por qué es interesante este sistema? Uno de los objetivos del estudio de los sistemas planetarios es comprender su formación. Sobre este tema, todavía se debaten varias preguntas. En particular: ¿se forman los planetas cerca de su posición final en el sistema, o se mueven a través del sistema después de haberse formado? Este último escenario, llamado migración planetaria, parece explicar la formación de los seis planetas de HD 158259. "Se conocen varios sistemas compactos con varios planetas en o cerca de resonancias, como TRAPPIST-1 o Kepler-80. Estos sistemas son se cree que se forma lejos de la estrella antes de migrar hacia ella. En este escenario, las resonancias juegan un papel crucial ", dice Stephane Udry, profesor del Departamento de astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE.

En el sistema HD 15829, cuando un planeta completa tres órbitas, su vecino externo más cercano completa aproximadamente dos. "Aquí, 'aproximadamente' es importante. Además de la ubicuidad de la relación de período 3:2, esto constituye la originalidad del sistema", dice Nathan Hara. Los planetas están cerca de la resonancia, pero no exactamente dentro. Esto sugiere que los planetas solían estar atrapados en la resonancia en el pasado, migraron sincrónicamente y luego se alejaron de la resonancia. "Además, la salida actual de las relaciones de período de 3: 2 contiene una gran cantidad de información. Con estos valores, por un lado, y los modelos de efectos de marea, por otro lado, podríamos restringir la estructura interna de los planetas en un estudio futuro. En resumen, el estado actual del sistema nos da una ventana sobre su formación ", concluye el Hara.