Un sorprendente exoplaneta con tres soles

This artist's impression shows a view of the triple star system HD 131399 from close to the giant planet orbiting in the system. The planet is known as HD 131399Ab and appears at the lower-left of the picture. Located about 320 light-years from Earth in the constellation of Centaurus (The Centaur), HD 131399Ab is about 16 million years old, making it also one of the youngest exoplanets discovered to date, and one of very few directly-imaged planets. With a temperature of around 580 degrees Celsius and having an estimated mass of four Jupiter masses, it is also one of the coldest and least massive directly-imaged exoplanets.
Concepción artística del sistema estelar triple HD 131399 visto desde una posición cercana al planeta gigante que orbita al sistema. El planeta es conocido como HD 131399Ab y aparece en la parte baja-izquierda de la imagen. Crédito: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser

Un equipo de astrónomos ha utilizado el instrumento SPHERE, instalado en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, para obtener una imagen del primer planeta encontrado en una amplia órbita dentro de un sistema triple de estrellas. Se supone que la órbita de un planeta de este tipo debería ser inestable, probablemente dando como resultado la rápida eyección del planeta, que sería expulsado del sistema. Pero, de alguna manera, este ha permanecido en él. Esta inesperada observación sugiere que este tipo de sistemas puede ser más común de lo que se pensaba. Los resultados se publicarán en línea en la revista Science el 07 de julio de 2016.

Tatooine, el planeta hogar de Luke Skywalker (en la saga de Star Wars, La Guerra de las Galaxias), era un mundo extraño con dos soles en el cielo. Pero ahora los astrónomos han encontrado un planeta en un sistema aún más exótico, en el que un observador experimentaría la luz constante del día o podría disfrutar de amaneceres y puestas de sol triples cada día, dependiendo de las estaciones, más largas que una vida humana.

Este mundo ha sido descubierto por un equipo de astrónomos liderado por la Universidad de Arizona (Estados Unidos), usando imagen directa en el VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile. El exoplaneta, HD 131399Ab no se parece a ningún  otro mundo conocido. Su órbita alrededor de la más brillante de las tres estrellas es la más grande descubierta hasta ahora dentro de un sistema estelar múltiple. Tales órbitas suelen ser inestables debido a la compleja y cambiante atracción gravitatoria de las otras dos estrellas del sistema, y se pensaba que la existencia de planetas en órbitas inestables era muy poco probable.

Situado a unos 320 años luz de la Tierra, en la constelación de Centauro, HD 131399Ab tiene unos 16 millones de años de edad, lo que lo convierte también en uno de los exoplanetas más jóvenes descubiertos hasta la fecha y en uno de los pocos planetas de los que se ha obtenido una imagen directa. Con una temperatura de alrededor de 580 grados centígrados y una masa estimada de cuatro masas de Júpiter, es también uno de los exoplanetas más fríos y menos masivos captados con imagen directa.

This annotated composite image shows the newly discovered exoplanet HD 131399Ab in the triple-star system HD 131399. The image of the planet was obtained with the SPHERE imager on the ESO Very Large Telescope in Chile. This is the first exoplanet to be discovered by SPHERE and one of very few directly-imaged planets. With a temperature of around 580 degrees Celsius and an estimated mass of four Jupiter masses, it is also one of the coldest and least massive directly-imaged exoplanets. This picture was created from two separate SPHERE observations: one to image the three stars and one to detect the faint planet. The planet appears vastly brighter in this image than in would in reality in comparison to the stars.
Esta imagen se ha creado a partir de dos imágenes obtenidas por SPHERE, una llevada a cabo para captar una imagen de las tres estrellas y otra para captar al débil planeta (HD 131399Ab). En esta imagen, el planeta aparece mucho más brillante de lo que en realidad lo veríamos en comparación con las estrellas. Crédito: ESO/K. Wagner

“HD 131399Ab es uno de los pocos exoplanetas que han sido captados con imagen directa y es el primero con una configuración dinámica tan interesante”, afirma Daniel Apai, de la Universidad de Arizona (EE. UU.) y uno de los coautores del nuevo artículo.

“Aproximadamente durante la mitad de la órbita del planeta, que dura 550 años terrestres, pueden verse tres estrellas en el cielo; las dos más débiles están siempre mucho más cerca la una de la otra y cambian su aparente separación con respecto de la estrella más brillante a lo largo del año”, añade Kevin Wagner, primer autor del artículo y descubridor de HD 131399Ab.

Kevin Wagner, estudiante de doctorado en la Universidad de Arizona, identificó al planeta entre cientos de planetas candidatos y dirigió las observaciones de seguimiento para verificar su naturaleza.

El planeta también marca el primer descubrimiento de un exoplaneta con el instrumento SPHERE, instalado en el VLT. SPHERE es sensible a la luz infrarroja, lo que le permite detectar las firmas de calor de los planetas jóvenes. Cuenta además con sofisticadas funciones que corrigen perturbaciones atmosféricas y bloquean la luz de las estrellas del sistema, ya que, de otro modo, su luz nos cegaría.

Aunque serán necesarias más observaciones a largo plazo para determinar con precisión la trayectoria del planeta entre sus estrellas anfitrionas, las observaciones y simulaciones parecen sugerir la siguiente hipótesis: se estima que la estrella más brillante es un ochenta por ciento más masiva que el Sol y dobla a HD 131399A, que a su vez está orbitada por las estrellas menos masivas, B y C, a unas 300 ua (una ua o unidad astronómica es igual a la distancia media entre la Tierra y el Sol). Al mismo tiempo, B y C giran una alrededor de la otra, separadas por una distancia aproximadamente igual a la que hay entre el Sol y Saturno.

This graphic shows the orbit of the planet in the HD 131399 system (red line) and the orbits of the stars (blue lines). The planet orbits the brightest star in the system, HD 131399A.
Este gráfico muestra la órbita del planeta en el sistema HD 131399 (línea roja) y las órbitas de las estrellas (líneas azules). El planeta orbita a la estrella más brillante del sistema, HD 131399A. Crédito: ESO

En este escenario, el planeta HD 131399Ab viaja alrededor de la estrella A en una órbita alrededor de dos veces la órbita de Plutón, si se compara con el Sistema Solar, y pone al planeta en una distancia de un tercio de la separación entre la estrella A y el par B/C. Los autores señalan que se pueden dar varios escenarios, y el veredicto de la estabilidad a largo plazo del sistema tendrá que esperar observaciones de seguimiento planificadas que establecerán la órbita del planeta con mayor precisión.

“Si el planeta estuviera más lejos de la estrella más masiva del sistema, sería expulsado del sistema”, explica Apai.“Nuestras simulaciones por ordenador han demostrado que este tipo de órbita puede ser estable, pero si cambias algo del entorno, aunque sea solo un poco, pueden convertirse en inestables muy rápidamente”.

Los planetas en sistemas estelares múltiples son de especial interés para los astrónomos y los científicos planetarios, ya que proporcionan un ejemplo de cómo funciona el mecanismo de formación planetaria en estos escenarios más extremos. Aunque a nosotros, que vivimos en nuestra órbita alrededor de nuestra solitaria estrella, los sistemas estelares múltiples nos parezcan exóticos, se trata, en realidad, de sistemas tan comunes como las estrellas individuales.

“No está claro cómo este planeta terminó teniendo esa órbita amplia en este sistema extremo, y no podemos decir todavía lo que esto implica para una comprensión más amplia de los tipos de sistemas planetarios, pero muestra que hay más variedad de la que se ha considerado posible hasta ahora”, concluye Kevin Wagner. “Lo que sí sabemos es que, aunque los planetas en sistemas múltiples estelares se han estudiado mucho menos, son potencialmente tan numerosos como los planetas en sistemas de estrellas individuales”.

Fuente: http://www.eso.org/public/

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