Un planeta interestelar del tamaño de la Tierra descubierto en la Vía Láctea

Nuestra galaxia podría estar repleta de planetas interestelares, sin vínculos gravitacionales con ninguna estrella. Un equipo internacional de científicos, dirigido por astrónomos polacos, ha anunciado el descubrimiento de un planeta de este tipo y del tamaño de la Tierra que es el más pequeño encontrado hasta la fecha.

Más de cuatro mil planetas extrasolares han sido descubiertos hasta la fecha. Aunque muchos de los exoplanetas conocidos no se parecen a los de nuestro sistema solar, tienen una cosa en común: todos orbitan alrededor de una estrella. Sin embargo, las teorías de formación y evolución planetaria predicen la existencia de planetas flotantes (interestelares), que no están ligados gravitacionalmente a ninguna estrella. De hecho, hace unos años los astrónomos polacos del equipo OGLE del Observatorio Astronómico de la Universidad de Varsovia proporcionaron la primera evidencia de la existencia de tales planetas en la Vía Láctea. Escribiendo en la revista Astrophysical Journal Letters, los astrónomos de la OGLE anunciaron el descubrimiento del planeta más pequeño encontrado hasta la fecha.

Los exoplanetas solo raramente pueden ser observados de forma directa. Normalmente, los astrónomos encuentran planetas usando observaciones de la luz de la estrella anfitriona del planeta. Por ejemplo, si un planeta cruza por delante del disco de su estrella madre, entonces el brillo observado de la estrella disminuye periódicamente en una pequeña cantidad causando los llamados tránsitos. Los astrónomos también pueden medir el movimiento de la estrella causado por el planeta.

Los planetas interestelares no emiten prácticamente ninguna radiación y, por definición, no orbitan ninguna estrella anfitriona, por lo que no pueden ser descubiertos con los métodos tradicionales de detección astrofísica. Sin embargo, los planetas errantes pueden ser descubiertos usando un fenómeno astronómico llamado microlente gravitacional. La microlente resulta de la teoría de la relatividad general de Einstein, según la cual un objeto masivo (la lente) puede desviar la luz de un objeto de fondo que sea brillante (la fuente). La gravedad de la lente actúa como una enorme lupa que dobla y magnifica la luz de las estrellas distantes.

«Si un objeto masivo (una estrella o un planeta) pasa entre un observador en la Tierra y una estrella fuente distante, su gravedad puede desviar y enfocar la luz de la fuente. El observador medirá un corto brillo de la estrella fuente», explica el Dr. Przemek Mroz, un becario postdoctoral del Instituto Tecnológico de California y uno de los principales autores del estudio. «Las posibilidades de observar la microlente son extremadamente escasas porque tres objetos – fuente, lente y observador – deben estar casi perfectamente alineados. Si observáramos una sola estrella fuente, tendríamos que esperar casi un millón de años para verla afectada por una microlente», añade.

Por eso, los estudios modernos que buscan eventos de microlentes gravitacionales están monitoreando cientos de millones de estrellas en el centro de la Vía Láctea, donde las posibilidades de que se produzcan son mayores. El estudio OGLE, dirigido por astrónomos de la Universidad de Varsovia, lleva a cabo uno de estos experimentos. OGLE es uno de los mayores y más largos estudios del cielo, y comenzó sus operaciones hace más de 28 años. Actualmente, los astrónomos de OGLE están usando un telescopio de 1,3 metros de Varsovia ubicado en el Observatorio de Las Campanas, Chile. Cada noche clara, apuntan su telescopio a las regiones centrales de la Galaxia y observan cientos de millones de estrellas, buscando aquellas que cambian su brillo.

La microlente gravitacional no depende del brillo de la lente, por lo que permite el estudio de objetos tenues u oscuros como los planetas. La duración de los eventos de microlente depende de la masa del objeto que produce la lente: cuanto menos masiva es la lente, más corto es el evento de microlente. La mayoría de los eventos observados, que típicamente duran varios días, son causados por estrellas. Los eventos de microamplificación atribuidos a planetas interestelares tienen escalas de tiempo de apenas unas pocas horas. Midiendo la duración de un evento de microlente (y la forma de su curva de luz) podemos estimar la masa del objeto que produce la lente.

Los científicos anunciaron el descubrimiento del evento de microlente de menor escala de tiempo jamás encontrado, llamado OGLE-2016-BLG-1928, que duró solo 42 minutos. “Cuando vimos este evento por primera vez, estaba claro que debía haber sido causado por un objeto extremadamente pequeño”, indica el Dr. Radoslaw Poleski del Observatorio Astronómico de la Universidad de Varsovia, un co-autor del estudio. De hecho, los modelos del evento indican que la lente debió haber sido menos masiva que la Tierra, siendo probablemente un objeto de la masa de Marte. Además, la lente era probablemente un planeta solitario. “Si la lente estuviera orbitando una estrella, detectaríamos su presencia en la curva de luz del evento”, añade el Dr. Poleski. “Podemos descartar que el planeta tenga una estrella a menos de unas 8 unidades astronómicas (la unidad astronómica es la distancia entre la Tierra y el Sol)”.

Los astrónomos de OGLE proporcionaron la primera evidencia de una gran población de planetas errantes en la Vía Láctea hace unos años. Sin embargo, el planeta recién detectado es el más pequeño de los planetas interestelares que se han encontrado. «Nuestro descubrimiento demuestra que los planetas de baja masa y flotación libre pueden ser detectados y caracterizados usando telescopios terrestres», dice el Prof. Andrzej Udalski, el investigador principal del proyecto OGLE.

Los astrónomos sospechan que los planetas interestelares se formaron en realidad en discos protoplanetarios alrededor de estrellas (como planetas «ordinarios») y que han sido expulsados de sus sistemas planetarios progenitores después de interacciones gravitatorias con otros cuerpos, por ejemplo, con otros planetas del sistema. Las teorías de formación de planetas predicen que los planetas eyectados deberían ser típicamente más pequeños que la Tierra. Así pues, el estudio de los planetas que flotan libremente nos permite comprender el turbulento pasado de los sistemas planetarios jóvenes, como nuestro sistema solar.

La búsqueda de planetas interestelares es uno de los impulsores del Nancy Grace Roman Space Telescope, que está siendo construido actualmente por la NASA. Está previsto que el observatorio comience a funcionar a mediados de la década de 2020. (Fuente: NCYT Amazings)