En las últimas tres décadas, casi 4, Se han descubierto 000 objetos similares a planetas orbitando estrellas aisladas fuera del sistema solar (exoplanetas). A partir de 2011, Fue posible usar el Telescopio Espacial Kepler de la NASA para observar los primeros exoplanetas en órbita alrededor de sistemas binarios jóvenes de dos estrellas vivas con hidrógeno todavía ardiendo en su núcleo.

Los astrónomos brasileños han encontrado ahora la primera evidencia de la existencia de un exoplaneta que orbita un binario más antiguo o más evolucionado en el que una de las dos estrellas está muerta. Los hallazgos acaban de publicarse en el Diario astronómico , publicado por la American Astronomical Society (AAS).

Leonardo Andrade de Almeida, primer autor del artículo, dijo, "Logramos obtener pruebas bastante sólidas de la existencia de un exoplaneta gigante con una masa casi 13 veces mayor que la de Júpiter en un sistema binario evolucionado. Esta es la primera confirmación de un exoplaneta en un sistema de este tipo".

Almeida es actualmente becaria postdoctoral de la Universidad Federal de Rio Grande do Norte (UFRN), habiendo realizado investigación postdoctoral en el Instituto de Astronomía de la Universidad de São Paulo, Geofísica y Ciencias Atmosféricas (IAG-USP), donde fue supervisado por el profesor Augusto Damineli, coautor del estudio.

Las variaciones en el tiempo del eclipse (el tiempo que tarda cada una de las dos estrellas en eclipsar a la otra) y el período orbital llevaron a los investigadores a descubrir el exoplaneta en el binario evolucionado llamado KIC 10544976. ubicado en la constelación de Cygnus en el hemisferio celeste norte.

"Las variaciones en el período orbital de un binario se deben a la atracción gravitacional entre los tres objetos, que orbitan alrededor de un centro de masa común, "Dijo Almeida.

Las variaciones del período orbital no son suficientes para probar la existencia de un planeta en el caso de los binarios, sin embargo, porque la actividad magnética de las estrellas binarias fluctúa periódicamente, así como el campo magnético del sol cambia de polaridad cada 11 años, con turbulencias y el número y tamaño de las manchas solares alcanzando su punto máximo y luego disminuyendo.

"Las variaciones en la actividad magnética del sol eventualmente causan un cambio en su campo magnético. Lo mismo ocurre con todas las estrellas aisladas. En binarias, estas variaciones también provocan un cambio en el período orbital debido a lo que llamamos el mecanismo de Applegate, "Explicó Almeida.

Para refutar la hipótesis de que las variaciones en el período orbital de KIC 10544976 se debieron solo a la actividad magnética, los investigadores analizaron el efecto de la variación del tiempo de los eclipses y el ciclo de actividad magnética de la estrella viva del binario.

KIC 10544976 consta de una enana blanca, un muerto, estrella de baja masa con una alta temperatura superficial, y una enana roja, una estrella viva (magnéticamente activa) con una masa pequeña en comparación con la del sol y escasa luminosidad debido a la baja producción de energía. Las dos estrellas fueron monitoreadas por telescopios terrestres entre 2005 y 2017 y por Kepler entre 2009 y 2013. produciendo datos minuto a minuto.

"El sistema es único, ", Dijo Almeida." Ningún sistema similar tiene suficientes datos para permitirnos calcular la variación del período orbital y la actividad del ciclo magnético de la estrella viva ".

Usando los datos de Kepler, Pudieron estimar el ciclo magnético de la estrella viva (enana roja) basándose en la velocidad y la energía de las llamaradas (grandes erupciones de radiación electromagnética) y la variabilidad debida a las manchas (regiones de temperatura superficial más fría y, por lo tanto, oscuridad causada por diferentes concentraciones de flujo de campo magnético).

El análisis de los datos mostró que el ciclo de actividad magnética de la enana roja duró 600 días, lo cual es consistente con los ciclos magnéticos estimados para estrellas aisladas de baja masa. El período orbital del binario se estimó en 17 años. "Esto refuta completamente la hipótesis de que la variación del período orbital se debe a la actividad magnética. La explicación más plausible es la presencia de un planeta gigante orbitando el binario, con una masa aproximadamente 13 veces mayor que la de Júpiter, "Dijo Almeida.

Hipótesis de formación

Se desconoce cómo se formó el planeta que orbita el binario. Una hipótesis es que se desarrolló al mismo tiempo que las dos estrellas hace miles de millones de años. Si es así, es un planeta de primera generación. Otra hipótesis es que se formó a partir del gas expulsado durante la muerte de la enana blanca, convirtiéndolo en un planeta de segunda generación.

La confirmación de su estado como planeta de primera o segunda generación y su detección directa mientras orbita el binario podría obtenerse utilizando la nueva generación de telescopios terrestres con espejos primarios que superen los 20 metros. incluido el Telescopio Gigante Magallanes (GMT) instalado en el Desierto de Atacama de Chile. Se espera que el GMT vea la primera luz en 2024.

"Estamos investigando 20 sistemas en los que los cuerpos externos podrían mostrar efectos gravitacionales, como KIC 10544976, y la mayoría solo son observables desde el hemisferio sur. El GMT nos permitirá detectar estos objetos directamente y obtener importantes respuestas sobre la formación y evolución de estos entornos exóticos, así como la posibilidad de vivir allí, "Dijo Almeida.