Durante los últimos cuatro años, un instrumento conectado a un telescopio en los Andes chilenos, conocido como Gemini Planet Imager, ha puesto su mirada en 531 estrellas en busca de nuevos planetas. El equipo, dirigido por la Universidad de Stanford, ahora publica los resultados iniciales de la primera mitad de la encuesta, publicado el 12 de junio en The Diario astronómico .

La encuesta tomó imágenes de seis planetas y tres enanas marrones orbitando estas 300 estrellas y ofreció nuevos detalles sobre planetas similares a Júpiter. lo que podría influir en las teorías sobre cómo se formó y se volvió habitable la Tierra.

"Durante los últimos veinte años, Los astrónomos han descubierto todos estos sistemas solares que son realmente diferentes al nuestro, "dijo Bruce Macintosh, profesor de física en Stanford en la Facultad de Humanidades y Ciencias. "La pregunta que queremos entender en última instancia es:¿existen ¿Planetas similares a la Tierra por ahí? Y una forma de responder a eso es entendiendo cómo se forman otros sistemas solares ".

A diferencia de otras técnicas de búsqueda de planetas, que se basan en buscar signos de un planeta, como el efecto de su gravedad en la estrella madre, en lugar del planeta en sí, Gemini Planet Imager toma imágenes directas, sacando el débil planeta del resplandor de una estrella un millón de veces más brillante.

"Los planetas gigantes de nuestro propio sistema solar viven entre cinco y 30 veces la distancia orbital de la Tierra, y por primera vez estamos probando una región similar alrededor de otras estrellas, "dijo Eric Nielsen, científico investigador del Instituto Kavli de Astrofísica y Cosmología de Partículas y autor principal del artículo. "Es muy emocionante poder comenzar a armar un censo de los planetas más grandes que Júpiter en los sistemas solares exteriores de algunas de nuestras estrellas vecinas".

Quizás un sistema especial

La mayoría de las otras técnicas exploran las partes internas de los sistemas solares. Pero el Gemini Planet Imager se enfoca específicamente en exoplanetas que son grandes, jóvenes y lejos de la estrella que orbitan. En nuestro sistema solar, las partes externas son el hogar de los planetas gigantes. Gemini Planet Imager ayuda a los investigadores a comprender mejor si otros sistemas solares tienen planetas como Júpiter. Sin embargo, mientras que Gemini Planet Imager es uno de los generadores de imágenes de planetas más sensibles, todavía hay objetos que lo eluden y los planetas que este equipo puede ver actualmente son los que tienen más del doble de masa que Júpiter.

En la primera mitad de la encuesta, Gemini Planet Imager encontró menos exoplanetas de los que esperaban los investigadores. Sin embargo, los exoplanetas que vieron contribuyeron a uno de sus resultados más fuertes:cada uno de los seis planetas orbitaba un gran, estrella brillante, a pesar de que los planetas son más fáciles de ver cerca de estrellas débiles. Esto muestra de manera concluyente que los planetas gigantes en órbita amplia son más comunes alrededor de estrellas de gran masa, al menos 1,5 veces más masivo que el sol. Mientras tanto, para estrellas como el sol, Los primos más grandes de Júpiter son mucho más raros que los pequeños planetas descubiertos cerca de su estrella por misiones como Kepler de la NASA.

"Teniendo en cuenta lo que hemos visto nosotros y otras encuestas hasta ahora, nuestro sistema solar no se parece a otros sistemas solares, "Macintosh dijo." No tenemos tantos planetas empaquetados tan cerca del sol como ellos de sus estrellas y ahora tenemos evidencia tentativa de que otra forma en la que podríamos ser raros es tener este tipo de Júpiter y ... planetas. "

Aunque los exoplanetas exactos equivalentes a Júpiter están más allá del alcance de sus instrumentos, no encontrar ni un indicio de algo parecido a Júpiter alrededor de estas 300 estrellas deja abierta la posibilidad de que nuestro Júpiter sea especial.

Otro resultado de la primera mitad de la encuesta es que las enanas marrones, objetos más grandes que los planetas pero más pequeños que las estrellas, son una población muy distinta de los planetas. Esto puede apuntar a un mecanismo de formación diferente para esta clase de objetos, lo que sugiere que las enanas marrones son más similares a las estrellas fallidas que a los planetas de gran tamaño.

Combinado con otras técnicas, este artículo señala una distancia de una estrella en la que el número de planetas gigantes va de aumentar a disminuir, entre cinco y diez unidades astronómicas (una unidad astronómica es la distancia del sol a la Tierra).

"La región del medio podría ser donde es más probable encontrar planetas más grandes que Júpiter alrededor de otras estrellas, "Nielsen agregó, "lo cual es muy interesante ya que aquí es donde vemos a Júpiter y Saturno en nuestro propio sistema solar".

Los tres hallazgos principales apoyan la hipótesis de que los planetas gigantes probablemente se forman "de abajo hacia arriba" por acumulación de partículas alrededor de un núcleo sólido. mientras que las enanas marrones probablemente se forman "de arriba hacia abajo" como resultado de enormes inestabilidades gravitacionales en el disco de gas y polvo a partir del cual se desarrolla un sistema solar.

Trabajando su camino a la Tierra

La Encuesta de Exoplanetas Gemini Planet Imager (GPIES) observó su 531a, y final, nueva estrella en enero de 2019. El equipo Gemini Planet Imager ahora está trabajando para hacer que el instrumento sea más sensible a los exoplanetas más fríos que orbitan más cerca de sus soles. Mientras tanto, las encuestas capaces de observar indirectamente esos exoplanetas están moviendo su sensibilidad hacia afuera. En un futuro no muy lejano, los dos deberían reunirse en las esquinas del espacio donde un sistema solar como el nuestro todavía podría estar escondido. Cualquiera que sea el instrumento que sea el primero en ser capaz de ver directamente un mundo similar a la Tierra, Macintosh imagina que será al menos en parte, un descendiente del Gemini Planet Imager.

"Ahora, vemos estos planetas borrosos, manchas rojas. Algún día, va a ser una mancha azul difusa. Y ese pequeño diminuto, difuso, mancha azul va a ser una Tierra, "Macintosh dijo." Llegar a la Tierra requerirá una misión espacial que probablemente estará a unos 20 años de distancia. Pero cuando vuela utilizará un espectrógrafo como el que construimos y espejos deformables como el que tenemos y software con líneas de código que hemos escrito ".

Más inmediatamente, los miembros del equipo de GPIES planean publicar resultados adicionales sobre la encuesta, incluida la información que recopilaron sobre las atmósferas de los exoplanetas que vieron, y terminar de analizar los datos obtenidos durante la segunda mitad de la encuesta.

"Ayudé a tomar las primeras imágenes de búsqueda de planetas de GPIES hace cuatro años y medio, "dijo Robert De Rosa, científico investigador del Instituto Kavli de Astrofísica y Cosmología de Partículas y coautor del artículo, que pasó muchas noches observando con Gemini Planet Imager en Chile y de forma remota desde Stanford. "Es agridulce verlo llegar a su fin".