¡Inusual descubrimiento! Un exoplaneta se encuentra en una órbita perpendicular nunca antes observada

Los exoplanetas son planetas que orbitan estrellas fuera de nuestro sistema solar. Pueden detectarse y estudiarse principalmente por métodos indirectos debido a la distancia y al brillo de las estrellas que orbitan. Uno de los métodos más conocidos es el llamado método de tránsito, que observa las caídas en el brillo de la estrella. Con estas medidas es posible determinar el tamaño y el período orbital. El método de análisis de la velocidad radial ayuda a estimar la masa y la órbita.

El Very Large Telescope (VLT) es un observatorio creado y operado por instituciones europeas pero construido en Chile. Con cuatro telescopios de 8,2 metros y la capacidad de operar juntos como un interferómetro, el VLT permite obtener imágenes de alta resolución y espectroscopía de las atmósferas de exoplanetas. Esto nos permite determinar la composición, la temperatura y detectar moléculas relevantes para la habitabilidad, así como refinar las mediciones orbitales.

Recientemente, datos obtenidos con el VLT mostraron evidencia de un exoplaneta con una órbita perpendicular alrededor de un par de enanas marrones. El sistema se llama 2M1510 y el exoplaneta ha sido denominado 2M1510(AB)b. Su órbita forma un ángulo de aproximadamente 90 grados con respecto al plano orbital de las dos enanas marrones. Debido a su órbita se le ha denominado “planeta polar” y supone un descubrimiento tanto para la astronomía como para la física.

Exoplanetas

Para que un objeto sea considerado un planeta, debe orbitar alrededor del Sol, ser esférico y liberar su órbita gravitacionalmente. Los exoplanetas son objetos que cumplen 2 de estas 3 condiciones. Son planetas que orbitan otras estrellas y están repartidos por toda la galaxia. Existen diferentes tipos de exoplanetas que exhiben una amplia variedad de tipos y características. Hasta el momento se han encontrado más de 5.800 exoplanetas.

La detección de exoplanetas se realiza principalmente mediante métodos indirectos, debido a la distancia y el brillo de las estrellas anfitrionas. El método de tránsito identifica el paso de un planeta por delante de su estrella, revelando su tamaño y período orbital. Otra técnica se llama velocidad radial, que mide las pequeñas variaciones en la velocidad de la estrella causadas por la gravedad del planeta, lo que permite estimar su masa y su órbita.

Enanas marrones

Las enanas marrones son objetos que están a medio camino entre un planeta gigante gaseoso como Júpiter y una estrella pequeña. Generalmente tienen masas que oscilan entre 13 y 80 veces la masa de Júpiter. A diferencia de las estrellas, las enanas marrones no tienen suficiente masa para sostener la fusión nuclear de hidrógeno en sus núcleos. Por esta razón se les considera “estrellas fallidas”. A pesar de ello, son capaces de fusionar deuterio en sus primeras etapas, emitiendo luz y calor antes de enfriarse gradualmente.

Estos objetos se forman a partir del colapso gravitacional de nubes de gas y polvo, similares a las estrellas. Sin embargo, durante estas etapas de formación, las enanas marrones no logran acumular suficiente materia, lo que impide que se inicie la fusión nuclear. Las enanas marrones emiten principalmente radiación infrarroja, lo que hace que sea más difícil detectarlas en luz visible. Sus atmósferas pueden contener moléculas como metano y agua, y su color varía con la temperatura, disminuyendo con el tiempo.

Sistema 2M1510

Un grupo de investigadores de la Universidad de Birmingham estudió los datos obtenidos por el VLT. En estos datos, los investigadores analizaron datos del sistema enano marrón conocido como 2M1510. Este sistema está situado a 120 años luz de la Tierra y está compuesto por dos enanas marrones que tienen aproximadamente 18 veces la masa de Júpiter. Las dos estrellas enanas marrones tienen alrededor de 45 millones de años y se consideran jóvenes para la edad de una estrella.

El estado en el que se encuentran estas dos estrellas se llama “eclipsante”, cuando una pasa por delante de la otra en relación al observador. El objetivo del grupo era estudiar esta dinámica estelar, pero durante el análisis, el grupo encontró cambios en el efecto Doppler. Estas desviaciones indicaron que un tercer objeto estaba presente en la dinámica y al estudiarlo con más detalle encontraron evidencia indirecta de un exoplaneta con una órbita perpendicular.

La órbita está cambiando lentamente

Además, observaron a partir de los datos que la órbita de este tercer objeto estaba cambiando lentamente de orientación. El nombre de este proceso se llama precesión y, posiblemente, fue esta desviación la responsable de las perturbaciones encontradas. La precesión es un efecto de la relatividad general y se encuentra en la órbita de Mercurio, por ejemplo. Sin embargo, la órbita encontrada en el sistema 2M1510 parece estar ocurriendo en la dirección opuesta.

Después de un análisis más profundo y considerando diferentes causas para esta dinámica del sistema, el equipo encontró que la mejor explicación es la presencia de un objeto orbitando el sistema binario en una órbita polar. Estaría inclinada casi 90 grados con respecto al plano orbital de las enanas marrones. Todavía es difícil decir cuál es la masa de este tercer objeto, pero los astrónomos han situado un límite entre 10 y 100 veces la masa de la Tierra.

Referencia de la noticia

Evidence for a polar circumbinary exoplanet orbiting a pair of eclipsing brown dwarfs. 16 de abril, 2025. Baycroft, et al.