Descubren 5 planetas en una inusual danza rítmica alrededor de una estrella a 200 años luz de distancia

(CNN) –– Astrónomos descubrieron un sistema que incluye seis planetas y no se parece a nada que hayan visto antes. El sistema planetario podría desafiar las teorías que tienen los científicos sobre cómo se forman y cambian los planetas con el tiempo.

Nuestro sistema solar es solo uno de los muchos sistemas planetarios. Hasta ahora, no hay dos iguales. Los sistemas varían en el número y tipo de planetas que contienen.

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A unos 200 años luz de nosotros está la estrella TOI-178, que se encuentra en la constelación Sculptor. El equipo de investigación inicialmente pensó que solo había dos estrellas orbitando el planeta.

Una mirada más cercana reveló algo completamente diferente.

«A través de observaciones adicionales nos dimos cuenta de que no había dos planetas orbitando la estrella aproximadamente a la misma distancia de ella. Eran más bien varios planetas en una configuración muy especial», dijo el autor principal del estudio, Adrien Leleu, en un comunicado. Leleu es miembro de CHEOPS en la Universidad de Berna, Suiza. (CHEOPS corresponden a las siglas de Characterizing Exoplanet Satellite de la Agencia Espacial Europea).

El estudio se publicó este lunes en la revista Astronomy & Astrophysics.

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Cinco de los seis planetas están esencialmente atrapados en una rara órbita rítmica alrededor de las estrellas, lo que crea una resonancia. Esto significa que algunos de los planetas realmente se encuentran alineados cada pocas órbitas y que hay patrones discernibles a medida que los completan sus órbitas.

Esto sucede alrededor de Júpiter en nuestro sistema solar cuando tres de sus lunas ––Io, Europa y Ganímedes–– orbitan al gigante gaseoso. Io es la más cercana de las tres lunas. Por cada cuatro órbitas que completa alrededor de Júpiter, Europa completa dos y Ganímedes completa una. Esto crea un patrón 4:2:1.

Las órbitas resonantes del sistema TOI-178 son más complicadas. Es una de las cadenas resonantes más largas que se encuentran en un sistema planetario, dijeron los investigadores.

Los cinco planetas exteriores del sistema siguen este patrón: 18:9:6:4:3.

Eso significa que por cada 18 órbitas del segundo planeta más cercano a la estrella, el tercer planeta completa 9.

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Una cadena de resonancia puede revelar información sobre cómo se forma y evoluciona un sistema planetario. También de qué manera era en el pasado.

«Las órbitas en este sistema están muy bien ordenadas. Lo que nos dice que este sistema ha evolucionado con bastante suavidad desde su nacimiento», dijo el coautor del estudio Yann Alibert, en un comunicado. Alibert es profesor afiliado de astrofísica en la Universidad de Berna.

Los sistemas planetarios pueden ser lugares volátiles durante sus primeros días. Y las alteraciones causadas por la influencia gravitacional de los planetas grandes pueden interrumpir y expulsar a otros. Otras veces, los impactos entre planetas u otros objetos pueden alterar los sistemas.

Este sistema se ha conservado, de ahí las órbitas resonantes. Sin embargo, las densidades de los planetas no están bien ordenadas, indicaron los investigadores.

«Parece que hay un planeta tan denso como la Tierra justo al lado de un planeta muy esponjoso con la mitad de la densidad de Neptuno, seguido de un planeta con la densidad de Neptuno. No es a lo que estamos acostumbrados», dijo en un comunicado el coautor del estudio Nathan Hara, investigador posdoctoral y becario CHEOPS de la Université de Genève.

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Los planetas de nuestro sistema solar están organizados con aquellos rocosos y con mayor densidad más cerca del Sol. Mientras, los planetas gaseosos de menor densidad están más lejos.

«Este contraste entre la armonía rítmica del movimiento orbital y las densidades desordenadas ciertamente desafía nuestra comprensión de la formación y evolución de los sistemas planetarios», sostuvo Leleu.

Se utilizaron varios telescopios para estudiar el sistema. Entre ellos, el satélite CHEOPS y varios telescopios terrestres en el Observatorio Europeo Austral en Chile.

Los exoplanetas son difíciles de observar directamente, pero los científicos utilizaron dos métodos para lograrlo. Estos métodos incluyen la velocidad radial, o la observación de la luz de las estrellas en busca de oscilaciones reveladoras cuando los planetas se mueven alrededor de una estrella en órbita. El otro método es el tránsito, cuando se sumergen en la luz de las estrellas a medida que los planetas pasan al frente de ellas.

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Ambas técnicas revelaron que los planetas están mucho más cerca y en órbitas más rápidas alrededor de su estrella, que lo que está la Tierra del Sol. Por ejemplo, el planeta más cercano a la estrella completa una órbita completa en solo un par de días terrestres, mientras el más lejano tarda unas 10 veces más.

Los planetas varían en tipo, incluidos los rocosos y más grandes que la Tierra, conocidos como supertierras. También están los planetas gaseosos más pequeños que los de nuestro sistema solar, llamados minineptunos.

Si bien los planetas tienen entre una y tres veces el tamaño de la Tierra, sus masas son de 1,5 a 30 veces la de la Tierra.

Se considera que ninguno de los planetas se encuentra en la zona habitable de la estrella. Es decir, a la distancia perfecta de la estrella principal donde estos planetas podrían albergar agua líquida o vida en sus superficies.

Sin embargo, más observaciones de este sistema podrían revelar más otros orbitando la estrella que se encuentran en esa zona. Los telescopios futuros podrán tomar imágenes directamente de algunos de estos exoplanetas y observar sus atmósferas. Lo que revelará más secretos del sistema TOI-178.