Redacción

Durante más de una década, los astrónomos han buscado planetas orbitando AU Microscopii (o AU Mic), una estrella cercana a solo 30 años luz de distancia que todavía está rodeada por un disco de polvo y escombros que queda de su formación. Ahora, los científicos usando datos del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de NASA y el Telescopio Espacial Spitzer  reportan el descubrimiento de un planeta tan grande como Neptuno que orbita a esta joven estrella con un periodo orbital de poco más de una semana.

Guillem Anglada-Escudé, Investigador Ramón y Cajal miembro del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC – Institut d’Estudis Espacials de Catalunya) y basado en el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE – CSIC) (España), fue co-iniciador de las investigaciones que llevan ahora a este descubrimiento.

El sistema, conocido como AU Mic para abreviar, es un laboratorio único para estudiar las primeras etapas de la formación de planetas y cómo interactúan con su estrella anfitriona. La edad de la estrella y su sistema planetario es de solo 20 millones de años, en comparación con los 4 500 millones de años de edad de nuestro Sol. Es parte de un grupo de estrellas cercanas llamado Beta Pictoris Moving Group, que se formaron casi al mismo tiempo y que se mueven juntas. El grupo toma su nombre de una estrella más grande y caliente que el Sol (Beta Pictoris) que también alberga dos planetas detectados por imagen directa, y que también está rodeado por un disco de polvo y escombros. La detección de planetas en estrellas de la misma edad permite obtener una instantánea de los diferentes mecanismos de formación de planetas en una época muy temprana, lo que permite estudios de evolución planetaria que de otro modo no serían posibles.

“AU Mic está rodeado por un gran disco de escombros que ya se había estudiados con detalle y ahora, gracias a TESS y Spitzer, tiene un planeta detectado con una medición de tamaño directa”, dijo Bryson Cale, estudiante de doctorado en la Universidad George Mason en Fairfax, Virginia (EE. UU.). “No hay otro sistema conocido que marque todas estas casillas importantes”. El nuevo planeta, AU Mic b, se describe en un documento escrito por Cale y dirigido por su director de tesis Peter Plavchan, profesor Física y Astronomía en George Mason y líder de la publicación.

Representación artística del planeta AU Mic b. (Crédito: NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA))

El planeta fue detectado con la misión TESS / NASA, y confirmado con observaciones de Spitzer utilizando el método de tránsito. En esta técnica, se mide una pequeña diminución de la luz cada vez que un planeta alineado oportunamente cruza la cara visible de la estrella. El análisis de estas mediciones muestra que el planeta tiene aproximadamente el tamaño de nuestro Neptuno y su órbita dura unos 8,6 días. El equipo estaba siguiendo las pistas de otros posibles planetas en el sistema como un seguimiento de las observaciones terrestres con el Observatorio W. M. Keck, el Infra Red Telescope Facility (IRTF) de NASA en Hawaii, y el European Southern Observatory  (ESO) en Chile. Cuando la misión TESS liberó los datos sobre AU Mic, se lanzaron a examinarlos con mucho detalle para confirmar si había confirmación de alguna de las señales que se inferían. El planeta que se sospechava no pudo confirmarse (seguramente hay un gigante gaseoso a periodos orbitables mas grandes), pero si se encontró AU Mic b. Estos estudios previos han ayudado a establecer que el límite superior de masa del nuevo planeta detectado es de 50 masas terrestres, y probablemente sea mucho más ligero. Esto se debe a que el planeta es tan joven que probablemente esté hinchado debido al calor residual de su formación. En este sentido, la determinación precisa de su masa en un futuro cercano será un dato clave para entender cómo se forman y evolucionan los planetas. “Muchas personas han contribuido a este descubrimiento durante la última década. Es el triunfo de la perseverancia en ciencia, y en este caso de mi colega el Dr. Peter Plavchan, líder de este esfuerzo”, declara el investigador del Guillem Anglada-Escudé y también coautor de este estudio. “El trabajo con este objeto tan único continúa”.

Esta investigación se presenta en un artículo titulado ” A planet within the debris disk around the
pre-main-sequence star AU Microscopii”, por Peter Plavchan y co-autores, y va a aparecer en la revista Nature el 24 de junio de 2020.

La detección del Sistema planetario compacto más cercano al Sol

Gliese 887 es el décimo sistema estelar más cercano al Sol con una distancia de 11.8 años luz (Proxima Centauri, el más cercano, está a 4.2 años luz). Tiene aproximadamente la mitad del tamaño del Sol, y es la estrella enana roja más brillante vista desde tierra. Aun así, es invisible a simple vista pero se puede ver con binoculares o un pequeño telescopio en la constelación de Piscis Austrinus, que es un poco al sur pero accesible desde el hemisferio norte.

El estudio reporta que el sistema contiene -al menos- dos nuevos planetas, Gliese 887 b y Gliese 887 c, y se basa en nuevas observaciones obtenidas con el instrumento HARPS del European Southern Observatory (ESO). El equipo utilizó el método llamado espectroscopía Doppler que mide el movimiento de ida y vuelta de la estrella causado por la atracción gravitacional de los planetas que la orbitan. Los dos planetas orbitan su estrella cada 9.3 días y 21.8 días respectivamente, mucho más rápido y más cerca que la órbita de Mercurio alrededor de nuestro Sol. Con un brillo intermedio entre el Sol y las enanas rojas más pequeñas, estos dos planetas posiblemente estarían demasiado calientes para soportar agua líquida en su superficie (entre 200C y 100C). Hemos aprendido de la misión Kepler / NASA que esta arquitectura es típica de los sistemas con un gran número de planetas, por lo que es probable que se encuentren más de ellos orbitando la misma estrella en el futuro. En realidad, el equipo ya sospecha de una tercera super-Tierra con un período orbital de alrededor de 50 días, el cual si estaría dentro de la zona habitable de la estrella, pero habrá que tomar más medidas para comprobarlo.

Este resultado es parte del proyecto Red Dots, que se inició con el descubrimiento de Proxima b (el exoplaneta más cercano al Sistema Solar), contribuyó al descubrimiento del Barnard b, y también reportó recientemente un sistema multiplaneta compacto de pequeños planetas terrestres alrededor de la enana roja GJ 1061, también muy cercana al Sol. La colaboración Red Dots aprovecha las mediciones de archivo proporcionadas por varios grupos y observatorios a lo largo de los años para inferir posibles señales indicativas de la presencia de planetas, y entonces aplica técnicas de observación optimizadas confirmarlas o refutarlas, a menudo con la participación de astrónomos semiprofesionales. En este caso, el equipo se basó en mediciones de archivo obtenidas con cuatro instrumentos diferentes a lo largo de más de una década, y finalmente realizó una campaña dedicada con HARPS que proporcionó la confirmación definitiva que se publica ahora.

Encontrar los planetas más cercanos al sistema Solar es importante en términos de exploración, estudio de poblaciones y cartografiado, pero también porque estos mundos son los que podremos caracterizar primero en las próximas décadas. Detectarlos ahora es crucial para diseñar bien los instrumentos de nueva generación. En particular para Gliese 887, la estrella es vieja e inactiva, posiblemente permitiendo la detección de la luz de los planetas por emisión térmica con el James Webb Space Telescope de NASA/ESA (que se lanzará en uno o dos años), y a través de la luz reflejada con la próxima generación de telescopios terrestres gigantes como el European-Extremely Large Telescope (E-ELT) que está construyendo ESO, y del que España es estado miembro y contribuidor.

Red Dots fue iniciada por el investigador del IEEC Guillem Anglada-Escudé, y todavía participa como co-investigador principal junto con Sandra Jeffers de la Universidad de Göttingen, Alemania (autora principal del nuevo estudio). El investigador del ICE del IEEC, Ignasi Ribas, también es coautor de este artículo.

Los resultados de esta investigación se presentan en un artículo titulado ” A multiplanet system of super-Earths orbiting the brightest red dwarf star GJ 887″, por Jeffers et al., y aparecerá en la revista Science el 25 de junio de 2020.

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