Los astrónomos que buscan planetas fuera de nuestro sistema solar solo los siguen encontrando en los lugares más oscuros. Hay Júpiter hirvientes que abrazan sus estrellas, mundos rocosos como la Tierra que giran alrededor de múltiples soles e incluso planetas rebeldes que navegan sin límites a través de la galaxia.
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Ahora, los astrónomos que usan una lupa gravitacional han encontrado un planeta similar a Venus en órbita alrededor de una "estrella fallida", una enana marrón enorme pero increíblemente tenue. Este emparejamiento raramente visto ofrece pistas sobre la forma en que se forman los planetas y las lunas, lo que a su vez puede ayudar en la búsqueda de mundos habitables, ya sean planetas parecidos a la Tierra o lunas amigables con la vida.
"No diría que esto prueba nada, pero es la primera pista de que podría haber una universalidad en la forma en que se forman los compañeros en todas estas escalas diferentes", dice Andrew Gould, parte del equipo que informó el hallazgo el mes pasado en la Universidad Estatal de Ohio, Andrew Gould. Revista Astrofísica .
Las estrellas se forman cuando la gravedad junta nubes frías de gas y polvo, y las estrellas recién nacidas se rodean con discos giratorios de material sobrante. Los bolsillos densos dentro de estos discos se unen para formar planetas. Del mismo modo, se cree que las lunas más grandes de Júpiter se formaron a partir de un disco de material llamado circumplanetario alrededor del gigante de gas infantil.
Pero las enanas marrones ocupan un nicho entre las estrellas y los planetas: son lo suficientemente grandes como para haber comenzado el proceso de fusión, pero demasiado pequeñas para continuar con él como estrellas más grandes. Curiosamente, el mundo similar a Venus y su enana marrón tienen una relación de masa similar tanto a Júpiter como a sus lunas más grandes y al sol y los planetas helados exteriores. Esto sugiere que todos estos objetos pueden haberse formado a través de un mecanismo similar, solo a diferentes escalas.
"Si este objeto se formó de la misma manera que se formaron las lunas de Júpiter, esto significa que el proceso de formación de lunas a partir de un disco circumplanetario como los satélites galileanos es universal", dice David Kipping de la Universidad de Columbia.
En este caso, el recién descubierto exo-Venus se erige como un puente entre planetas y lunas. Si su anfitrión enano marrón fuera un poco más pequeño, la estrella realmente se consideraría un planeta, y el nuevo cuerpo se describiría como un exomoon.
Según Kipping, el nuevo sistema establece un límite superior sobre el tamaño de una luna en comparación con el objeto que orbita. Si bien se pueden capturar cuerpos grandes, un planeta del tamaño de Júpiter no tendría suficiente influencia gravitacional para generar un mundo del tamaño de la Tierra en su disco circumplanetario. En cambio, construir una luna del tamaño de la Tierra o Venus requiere un huésped tan masivo como una enana marrón, dice.
Determinar tales límites es importante, porque los exomoons son de gran interés para los astrónomos que buscan mundos habitables. Aunque las grandes lunas de nuestro sistema solar se encuentran demasiado lejos del sol para retener el agua en sus superficies, son algunos de los lugares más prometedores para buscar vida extraterrestre, ya que muchos cuentan con océanos subterráneos.
Y los astrónomos piensan que grandes exomoons que orbitan gigantes gaseosos distantes podrían albergar agua superficial si giran lo suficientemente cerca de sus estrellas. Aunque todavía no se han descubierto exomoons, instrumentos como el telescopio Kepler de la NASA los están buscando ansiosamente.
Entonces, ¿podría este planeta similar a Venus albergar vida? Probablemente no, dice Gould. Sin el calor impulsado por la fusión en sus núcleos, las enanas marrones son increíblemente tenues, y es probable que este planeta esté demasiado lejos de su estrella para ser lo suficientemente cálido como para ser habitable. Desafortunadamente, el método utilizado para encontrar el planeta oscuro alrededor de una estrella débil presenta desafíos para seguir estudiando.
Para encontrar el planeta similar a Venus, los científicos utilizaron una técnica de caza de planetas conocida como microlente, que se basa en la luz de una estrella detrás de la enana marrón. A medida que la estrella de fondo brilla, la gravedad de la enana marrón se dobla y magnifica su luz de tal manera que los científicos pueden identificar no solo la estrella extremadamente tenue sino también su planeta en órbita.
La microlente es una versión reducida del mismo efecto, lente gravitacional, que dobla y magnifica la luz de las galaxias lejanas. Aquí, el Hubble espía una galaxia roja que está distorsionando la luz de una galaxia azul de fondo. (ESA / Hubble y NASA) "Es extremadamente difícil, aunque probablemente no imposible, ver los planetas alrededor de las enanas marrones con cualquier técnica, excepto la microlente", dice Gould. "En el caso de una enana marrón, a pesar de que emite poca o ninguna luz, [microlente] aún puede traicionar su presencia".
Pero debido a que la microlente depende de la alineación precisa del sistema con una estrella de fondo, los investigadores no pueden estudiar fácilmente estos mundos nuevamente, por lo que no pueden determinar atributos como la atmósfera del planeta, lo que ayudaría a caracterizar su habitabilidad.
El mayor desafío con la microlente, dice Gould, es extraer detalles importantes. La señal envuelve toda la información sobre la masa, la distancia y la velocidad de la estrella objetivo (y de cualquier mundo en órbita) en comparación con la estrella de fondo. Pero los astrónomos a menudo no tienen suficientes datos para separarlos, al igual que si le diera los pies cuadrados de mi casa y le dijera que determine su longitud, ancho y la cantidad de pisos.
Los sistemas binarios, donde dos estrellas están encerradas en una órbita mutua, casi siempre contienen información adicional que ayuda a los astrónomos a obtener la masa de cualquier planeta en órbita. Además de eso, este nuevo sistema se encuentra unas diez veces más cerca de la Tierra que la mayoría de los sistemas de microlentes conocidos anteriormente, lo que hace que las variaciones en su señal y, en última instancia, la masa del planeta, sean más fáciles de extraer.
Basado en evidencia estadística, Gould dice que los planetas rocosos alrededor de pares estelares de baja masa como este son probablemente bastante comunes, lo suficiente como para que cada estrella en un sistema similar pueda presumir de un mundo terrestre. Una pequeña porción de los que se encuentran en el futuro puede ser lo suficientemente cálida como para contener agua líquida en su superficie, y a medida que mejoren las encuestas de microlente y continúen los esfuerzos basados en el espacio, se deben identificar más de estos mundos.
"Creemos que realmente solo estamos rascando la superficie de lo que la microlente puede decirnos sobre los sistemas en los que las personas ni siquiera están pensando en este momento", dice Gould. "Esperamos en el futuro más detecciones de microlente".
