El satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA puede haber descubierto su primer planeta flotante o “huérfano”. Es un planeta que vaga por el cosmos sin estrella, completamente solo.
El posible descubrimiento demuestra que TESS puede utilizar un fenómeno sugerido por primera vez por Albert Einstein hace más de 100 años para detectar estos llamados planetas rebeldes.
A pesar de que estamos más familiarizados con los planetas que orbitan alrededor de una estrella (o estrellas) madre después de descubrir más de 5.000 exoplanetas que existen en tal disposición, se estima que la Vía Láctea está poblada por una gran cantidad de planetas rebeldes que flotan libremente. , también.
De hecho, nuestra galaxia puede contener hasta mil billones (10 seguidos de 14 ceros) de planetas rebeldes que han sido expulsados de sus sistemas de origen por interacciones gravitacionales con otros planetas o estrellas que pasan. Eso significa que estos mundos flotantes podrían superar ampliamente la cantidad de estrellas en la Vía Láctea. Por lo tanto, la posible detección de un huérfano cósmico de este tipo por parte de TESS, que se lanzó en 2018, es un gran problema.
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“Descubrimos la primera señal en los datos de TESS que es consistente con lo que uno esperaría de la microlente de un planeta que flota libremente”, dijo la codirectora del equipo Michelle Kunimoto, una dijo a Space.com un becario postdoctoral especializado en detección de exoplanetas en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).
“Este fue sólo el primer sector que buscamos de los 75 que TESS ha observado, y cada sector corresponde a alrededor de 27 días de observaciones de TESS”, continuó Kunimoto. “Encontrar algo tan temprano fue sorprendente, pero realmente emocionante”.
Si esta señal realmente indicara un exoplaneta rebelde, le dice el equipo a Space.com, probablemente sería un planeta con una masa varias veces mayor que la de la Tierra a una distancia de no menos de 6.500 años luz.
Una pequeña ayuda de Einstein para la “caza de pícaros”
La mayoría de los exoplanetas detectados hasta ahora han sido insinuados gracias al efecto que tienen sobre su estrella madre. Esto podría ser una “bamboleo” en el movimiento de la estrella causado por el tirón gravitacional menor de un planeta en órbita, o una caída de luz que ocurre cuando un planeta en órbita cruza o “tránsita” la cara de su estrella.
Sin embargo, sin una estrella madre, ninguno de estos métodos se aplica. Eso es lo que hace que sea tan difícil detectar planetas rebeldes.
“Los planetas rebeldes son oscuros, como era de esperar, y no orbitan ninguna estrella, lo que significa que las técnicas habituales para detectar exoplanetas realmente no funcionan”, dijo Kunimoto.
Afortunadamente, la teoría de la gravedad de Einstein de 1915, más conocida como relatividad general, predice un fenómeno que puede utilizarse para detectar estos exoplanetas que flotan libremente.
Einstein sugiere que los objetos con masa curvan la estructura misma del espacio y el tiempo, o espaciotiempo, y la gravedad surge de esta curvatura. Cuando la luz pasa por uno de esos puntos curvos en el espacio-tiempo, su trayectoria se desvía. Eso significa que la luz de una fuente de fondo, digamos una estrella o una galaxia, puede tomar diferentes caminos alrededor del objeto “lente” intermedio, llegando así a la visión del observador en diferentes momentos.
Este fenómeno se llama “lente gravitacional” y hace que la posición de la fuente de fondo cambie desde la perspectiva del observador o aparezca en varios lugares de la misma imagen.
Los planetas rebeldes tienen muy poca masa, por lo que el efecto de lente es débil y por eso se llama “microlente”. Sin embargo, puede provocar un brillo de una fuente de fondo visible para los astrónomos, lo que indica la presencia de un planeta rebelde.
“La microlente es la mejor opción, y normalmente la única, para encontrar estos objetos oscuros y aislados, ya que sólo se basa en la masa de un planeta a través de su campo gravitacional”, dijo Kunimoto.
Olvídate de la “T” en TESS
Como sugiere la “T” de tránsito en TESS, este telescopio espacial puede no parecer inmediatamente el instrumento adecuado para buscar planetas rebeldes.
“TESS está diseñado para buscar planetas estrechamente unidos a sus estrellas anfitrionas mediante la búsqueda de tránsitos”, explicó Kunimoto. “Los tránsitos son los ‘atenuaciones’ de la estrella causadas por un planeta que pasa frente a ella, como lo que podrías haber visto en el reciente eclipse”.
Sin embargo, como se mencionó anteriormente, las lentes gravitacionales también pueden hacer que una estrella de fondo se ilumine cuando un objeto lente pasa entre esa estrella y la Tierra. Kunimoto explicó que, debido a que TESS es sensible a pequeños cambios en la luz de una estrella, también puede detectar estos episodios de brillo, una característica distintiva de las microlentes causadas por pícaros planetarios que flotan libremente.
Pero, dado esto, cabría preguntarse: ¿por qué es este el primer exoplaneta potencialmente rebelde entre los otros 6.000 candidatos a exoplanetas (aproximadamente 400 de los cuales han sido confirmados) que TESS ha detectado desde 2018?
Bueno, resulta que nadie estaba mirando hasta ahora.
“TESS es sorprendentemente adecuado para encontrar planetas rebeldes mediante microlente, pero resulta que este tipo de señales no se habían explorado previamente en los datos de TESS”, señaló Kunimoto. “Nuestro enfoque de buscar planetas libres con microlente y el candidato a microlente planetario TESS resultante fueron los primeros para TESS.
“Dado que los datos de TESS no se habían utilizado antes para buscar eventos de microlentes de corta duración, las búsquedas anteriores de exoplanetas no iban a ser sensibles a ver estas señales”.
Desafortunadamente, sin embargo, como ocurre con muchos otros candidatos a exoplanetas detectados, este descubrimiento aún debe ser confirmado.
“Es importante decir que en este momento no podemos confirmar que se trate de un planeta”, dijo Kunimoto. “El hecho de que los eventos de microlente no se repitan significa que es difícil discernir la naturaleza de cualquier señal en particular. Por lo tanto, somos cautelosos sobre el origen de este evento, nombrándolo ‘candidato’ a planeta rebelde porque es consistente con la señal que usted’ esperaría de un mundo así.”
Añadió que, a medida que el equipo explore más datos de TESS y realice observaciones de seguimiento, la verdad sobre la señal se irá aclarando poco a poco.
Aún así, la naturaleza provisional de estos hallazgos ciertamente no ha disminuido el entusiasmo del equipo ni su entusiasmo.
“Definitivamente, un entusiasmo de diez sobre diez por mi parte”, dijo a Space.com William DeRocco, codirector del equipo e investigador de la Universidad de California en Santa Cruz. “Estoy acostumbrado a buscar materia oscura, donde las probabilidades de ver algo son tremendamente bajas, por lo que el potencial de descubrir algo así como un mundo rebelde a la deriva en la oscuridad del espacio interestelar es simplemente increíble”.
Los autores de esta investigación creen que el futuro es brillante en lo que respecta a la perspectiva de que TESS descubra más planetas rebeldes.
“Esta es una prueba de principio de que TESS puede encontrar este tipo de señales, y ahora depende de nosotros comenzar a profundizar para encontrar más y comprender lo que podrían significar”, concluyó Kunimoto. “Hemos buscado en menos del 1% de Datos TESS; con el 99% por recorrer, ¡tenemos una gran cantidad de nuevas oportunidades para descubrimientos emocionantes en el camino!
La investigación del equipo ha sido enviada para su publicación en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Actualmente aparece como un documento de revisión previa por pares en el sitio de repositorio arXiv.
