Ciencia

El IAC ayuda a detectar el primer planeta de una enana blanca

Los datos fueron recogidos con el satélite TESS de la NASA, el telescopio espacial Spitzer y el Gran Telescopio de Canarias, ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos

En esta ilustración, WD 1856 b, un potencial planeta del tamaño de Júpiter, orbita su tenue estrella enana blanca cada día y medio. NASA
En esta ilustración, WD 1856 b, un potencial planeta del tamaño de Júpiter, orbita su tenue estrella enana blanca cada día y medio. NASA

Con datos del satélite TESS de la NASA, el retirado telescopio espacial Spitzer y el Gran Telescopio Canarias (GTC), un equipo internacional de astrónomos, en el que participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha detectado lo que podría ser el primer planeta intacto que se encuentra en órbita cerca de una enana blanca, el denso resto de una estrella similar al Sol y solo un 40% más grande que la Tierra. El hallazgo se publica hoy en la revista Nature.

El objeto, del tamaño de Júpiter, llamado WD 1856 b, es aproximadamente siete veces más grande que la enana blanca llamada WD 1856 + 534. El planeta orbita entorno a la enana blanca cada 34 horas, más de 60 veces más rápido que Mercurio alrededor de nuestro Sol.

“De alguna manera, WD 1856 b se acercó mucho a su enana blanca y logró mantenerse de una sola pieza”, señala Andrew Vanderburg, profesor asistente de Astronomía en la Universidad de Wisconsin-Madison, en Estados Unidos, y autor principal del artículo. “El proceso de creación de la enana blanca destruye los planetas cercanos, y cualquier cosa que luego se acerque demasiado suele ser destrozada por la inmensa gravedad de la estrella. Todavía tenemos muchas preguntas sobre cómo WD 1856 b llegó a su ubicación actual sin encontrarse con uno de esos destinos”, añade.

TESS detectó WD 1856 b a unos 80 años luz de distancia en la constelación de Draco. Orbita a una enana blanca fría y tranquila que tiene aproximadamente 18.000 km de diámetro, puede tener hasta 10.000 millones de años y es un miembro distante de un sistema de estrellas triples.

Cuando una estrella similar al Sol se queda sin combustible, se hincha hasta cientos o miles de veces su tamaño original, formando una estrella gigante roja más fría. Posteriormente, expulsa sus capas externas de gas, perdiendo hasta el 80% de su masa, y el núcleo caliente restante se convierte en una enana blanca. “Cualquier objeto cercano es engullido e incinerado durante este proceso, que en este sistema habría incluido WD 1856 b en su órbita actual. Por ello, los astrofísicos estiman que el posible planeta debe haberse originado al menos 50 veces más lejos de su ubicación actual”, indica Felipe Murgas, investigador del IAC y coautor del artículo.

El equipo sugiere varios escenarios que podrían haber empujado a WD 1856 b hacia un camino elíptico alrededor de la enana blanca. Esta trayectoria se habría vuelto más circular con el tiempo, a medida que la gravedad de la estrella estiraba el objeto, creando enormes mareas que disipaban su energía orbital.

“El caso más probable involucra a varios cuerpos del tamaño de Júpiter cercanos a la órbita original de WD 1856 b,” explica Enric Pallé, investigador del IAC y también coautor del artículo. “Otros posibles escenarios contemplan el tirón gravitacional gradual de las otras dos estrellas del sistema, las enanas rojas G229-20 A y B, durante miles de millones de años y un sobrevuelo de una estrella rebelde que perturba el sistema”.

Los objetos del tamaño de Júpiter ocupan una gran variedad de masas, desde planetas solo unas pocas veces más masivos que la Tierra, hasta estrellas de baja masa miles de veces la masa de la Tierra. Otras son enanas marrones, que se encuentran a medio camino entre planeta y estrella. Por lo general, los científicos recurren a las observaciones de la velocidad radial para medir la masa de un objeto, lo que puede indicar su composición y naturaleza. Este método funciona al estudiar cómo un objeto en órbita tira de su estrella y altera el color de su luz. Pero, en este caso, la enana blanca es tan vieja que su luz se ha vuelto demasiado débil y sin rasgos distintivos para que los científicos detecten cambios notables.

Para solventar esta dificultad, el equipo observó el sistema en infrarrojo utilizando Spitzer, solo unos meses antes de que el telescopio fuera desmantelado. Una enana marrón o una estrella de baja masa emitiría su propio brillo infrarrojo. Esto significa que Spitzer registraría un tránsito más brillante que si el objeto fuera un planeta que bloqueara toda la luz. Cuando los investigadores compararon los datos de Spitzer con las observaciones de tránsito de luz visible tomadas con el GTC, instalado en el Observatorio del Roque de los Muchachos, no vieron diferencias perceptibles. Eso, combinado con la edad de la estrella y otra información sobre el sistema, los llevó a concluir que WD 1856 b es muy probablemente un planeta con no más de 14 veces la masa de Júpiter.

“Debido a que la enana blanca emite poca luz y el tránsito tiene una duración cercana a los 8 minutos, obtener datos de un tránsito que permitiera medir con gran precisión la profundidad de este era un desafío para muchos instrumentos actuales. Afortunadamente GTC y su equipo pudieron realizar dicha medida siendo crucial en este descubrimiento”, señala Hannu Parviainen, investigador del IAC y coautor del artículo.