Algunas búsquedas de exoplanetas podrían perder casi la mitad de los planetas del tamaño de la Tierra alrededor de otras estrellas. Los nuevos hallazgos de un equipo que usa el Observatorio internacional Gemini y el Telescopio WIYN de 3.5 metros en el Observatorio Nacional de Kitt Peak sugieren que mundos del tamaño de la Tierra podrían estar al acecho sin ser descubiertos en sistemas estelares binarios. escondido en el resplandor de sus estrellas madres. Como aproximadamente la mitad de todas las estrellas están en sistemas binarios, esto significa que los astrónomos podrían estar perdiendo muchos mundos del tamaño de la Tierra.

Los planetas del tamaño de la Tierra pueden ser mucho más comunes de lo que se pensaba. Los astrónomos que trabajan en el Centro de Investigación Ames de la NASA han utilizado los telescopios gemelos del Observatorio internacional Gemini, un programa de NOIRLab de NSF, para determinar que muchas estrellas que albergan planetas identificadas por la misión de búsqueda de exoplanetas TESS de la NASA son en realidad pares de estrellas, conocidas como estrellas binarias, donde los planetas orbitan una de las estrellas del par. Después de examinar estas estrellas binarias, el equipo ha concluido que los planetas del tamaño de la Tierra en muchos sistemas de dos estrellas podrían pasar desapercibidos para búsquedas de tránsito como TESS, que buscan cambios en la luz de una estrella cuando un planeta pasa frente a ella. La luz de la segunda estrella hace que sea más difícil detectar los cambios en la luz de la estrella anfitriona cuando el planeta transita.

El equipo comenzó tratando de determinar si algunas de las estrellas anfitrionas de exoplanetas identificadas con TESS eran en realidad estrellas binarias desconocidas. Los pares físicos de estrellas que están muy juntas pueden confundirse con estrellas individuales a menos que se observen a una resolución extremadamente alta. Así que el equipo recurrió a ambos telescopios Gemini para inspeccionar una muestra de estrellas anfitrionas de exoplanetas con minucioso detalle. Usando una técnica llamada imágenes de moteado, los astrónomos se dispusieron a ver si podían detectar compañeros estelares no descubiertos.

Usando los instrumentos 'Alopeke y Zorro en los telescopios Gemini Norte y Sur en Chile y Hawai'i, respectivamente, el equipo observó cientos de estrellas cercanas que TESS había identificado como posibles huéspedes de exoplanetas. Descubrieron que 73 de estas estrellas son en realidad sistemas estelares binarios que habían aparecido como puntos únicos de luz hasta que se observaron a mayor resolución con Géminis. "Con los telescopios de 8,1 metros del Observatorio Gemini, obtuvimos imágenes de muy alta resolución de estrellas anfitrionas de exoplanetas y detectamos compañeros estelares en separaciones muy pequeñas, "dijo Katie Lester del Centro de Investigación Ames de la NASA, quien dirigió este trabajo.

El equipo de Lester también estudió 18 estrellas binarias adicionales que se encontraron anteriormente entre los huéspedes de exoplanetas TESS utilizando el exoplaneta NN-EXPLORE y el generador de imágenes de moteado estelar (NESSI) en el telescopio WIYN de 3,5 metros en el Observatorio Nacional de Kitt Peak. también es un programa de NOIRLab de NSF.

Después de identificar las estrellas binarias, el equipo comparó los tamaños de los planetas detectados en los sistemas estelares binarios con los de los sistemas de una sola estrella. Se dieron cuenta de que la nave espacial TESS encontró exoplanetas grandes y pequeños orbitando estrellas individuales, pero solo grandes planetas en sistemas binarios.

Estos resultados implican que una población de planetas del tamaño de la Tierra podría estar al acecho en sistemas binarios y pasar desapercibida utilizando el método de tránsito empleado por TESS y muchos otros telescopios cazadores de planetas. Algunos científicos habían sospechado que en las búsquedas de tránsito podrían faltar planetas pequeños en sistemas binarios, pero el nuevo estudio proporciona apoyo observacional para respaldarlo y muestra qué tamaños de exoplanetas se ven afectados.

"Hemos demostrado que es más difícil encontrar planetas del tamaño de la Tierra en sistemas binarios porque los planetas pequeños se pierden en el resplandor de sus dos estrellas progenitoras, "Lester dijo." Sus tránsitos son 'rellenados' por la luz de la estrella compañera, "agregó Steve Howell del Centro de Investigación Ames de la NASA, quien lidera el esfuerzo de obtención de imágenes de moteado y participó en esta investigación.

"Dado que aproximadamente el 50% de las estrellas están en sistemas binarios, we could be missing the discovery of—and the chance to study—a lot of Earth-like planets, " Lester concluded.

The possibility of these missing worlds means that astronomers will need to use a variety of observational techniques before concluding that a given binary star system has no Earth-like planets. "Astronomers need to know whether a star is single or binary before they claim that no small planets exist in that system, " explained Lester. "If it's single, then you could say that no small planets exist. But if the host is in a binary, you wouldn't know whether a small planet is hidden by the companion star or does not exist at all. You would need more observations with a different technique to figure that out."

As part of their study, Lester and her colleagues also analyzed how far apart the stars are in the binary systems where TESS had detected large planets. The team found that the stars in the exoplanet-hosting pairs were typically farther apart than binary stars not known to have planets. This could suggest that planets do not form around stars that have close stellar companions.

"This speckle imaging survey illustrates the critical need for NSF telescope facilities to characterize newly discovered planetary systems and develop our understanding of planetary populations, " said National Science Foundation Division of Astronomical Sciences Program Officer Martin Still.

"This is a major finding in exoplanet work, " Howell commented. "The results will help theorists create their models for how planets form and evolve in double-star systems."