Radioastrónomos descubren un exoplaneta que desafía la teoría de formación planetaria


Utilizando la red de radiotelescopios de la NSF, un sistema continental de 10 antenas de radiotelescopios ubicado entre Hawai y Puerto Rico, los astrónomos han detectado un exoplaneta gigante en órbita alrededor de la estrella enana ultrafría TVLM 513-46546 (TVLM 513 para abreviar).

Esta es la primera detección astrométrica de un planeta en longitudes de onda de radio. La presencia de este planeta similar a Saturno en una órbita circular cercana alrededor de una pequeña estrella representa un desafío para la teoría actual de la formación de planetas.

Formación planetaria
La teoría más aceptada de la formación planetaria, conocida como hipótesis nebular, sostiene que hace 4.600 millones de años, el Sistema Solar se formó a partir del colapso gravitacional de una nube molecular gigante que tenía años luz de diámetro. Varias estrellas, incluido el Sol, se formaron dentro de la nube que colapso. El gas que formó el Sistema Solar era un poco más masivo que el propio Sol. La mayor parte de la masa se acumula en el centro, formando el Sol; el resto de la masa se aplanó en un disco protoplanetario, a partir del cual se formaron los planetas y otros cuerpos del Sistema Solar. Esta es la teoría de formación planetaria mayormente aceptada en el ámbito académico, sin embargo existen otras teorías, aunque menos populares.

El descubrimiento
TVLM 513 es una estrella enana M9 ubicada a 35 años luz de distancia en la constelación norte de Boötes. También conocida como 2MASS J15010818 + 2250020, la estrella tiene una masa de solo 0.06-008 veces la masa de nuestro Sol.

El nuevo planeta recién descubierto es un gigante gaseoso entre 0,35 y 0,42 veces la masa de Júpiter. Orbita a su estrella madre una vez cada 221 días a una distancia de solo 0.3 UA (unidades astronómicas).

Apodado TVLM 513b, este planeta extrasolar fue descubierto usando la técnica llamada astrometría o astronomía de posición, que es la parte de la astronomía que se encarga de medir y estudiar la posición, paralajes y el movimiento propio de los astros. Es una disciplina muy antigua, tanto como la astronomía.

"Esta técnica implica rastrear el movimiento real de la estrella en el espacio, y luego detectar una oscilación minúscula en ese movimiento causada por el efecto gravitacional del planeta", explicaron el Dr. Salvador Curiel de la Universidad Nacional Autónoma de México y sus colegas de investigación.

La estrella y el planeta orbitan una ubicación común que representa el centro de masa para ambos cuerpos astronómicos combinados.

El planeta se revela indirectamente si esa ubicación, llamada baricentro, está lo suficientemente lejos del centro de la estrella como para causar un bamboleo detectable con un telescopio.

Se espera que la técnica sea particularmente buena para detectar planetas similares a Júpiter en órbitas distantes de la estrella. Esto se debe a que cuando un planeta masivo orbita una estrella, la oscilación producida en la estrella aumenta con una separación más grande entre el planeta y la estrella, y a una distancia dada de la estrella, cuanto más masivo es el planeta, mayor es la oscilación producida.

Los astrónomos observaron a la estrella enana TVLM 513 utilizando el Very Long Baseline Array (VLBA). También utilizaron datos del archivo VLBA.

El extenso análisis de los datos reveló un bamboleo muy notable en el movimiento de la estrella, lo que indica la presencia de un planeta masivo.

El Dr. Curiel señaló que normalmente se espera que los planetas gigantes, como Júpiter y Saturno, sean raros o poco común alrededor de las estrellas pequeñas como esta, y la técnica de astrometría es la mejor para encontrar planetas similares a Júpiter en órbitas anchas o muy extensas, por lo que a los científicos les sorprendió encontrar una masa más baja de lo esperado, similar al planeta Saturno, en una órbita relativamente compacta.

"Esperábamos encontrar un planeta más masivo, similar a Júpiter, en una órbita más amplia", dijo el Dr. Curiel.

"Detectar los movimientos orbitales de este compañero planetario con una masa similar a Júpiter en una órbita tan compacta fue un gran desafío".

Referencia del documento científico:
Salvador Curiel et al. 2020. An Astrometric Planetary Companion Candidate to the M9 Dwarf TVLM 513-46546. AJ 160, 97; doi: 10.3847/1538-3881/ab9e6e

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