Un grupo internacional de astrónomos ha usado el buscador de planetas HARPS de ESO situado en Chile, en conjunto con otros telescopios alrededor del mundo, para descubrir tres planetas orbitando estrellas en el cúmulo Messier 67. Y aunque en la actualidad se han detectado más de mil planetas fuera del Sistema Solar, sólo un puñado de ellos ha sido encontrado en cúmulos estelares. Notablemente, uno de estos nuevos exoplanetas está orbitando una estrella que es un gemelo solar muy poco común: una estrella que es casi idéntica al Sol en todos sus aspectos.

Los planetas que orbitan estrellas fuera del Sistema Solar son bastante comunes. Estos exoplanetas se han encontrado alrededor de estrellas de una amplia gama de edades y composiciones químicas y están dispersos en los cielos. Sin embargo, hasta ahora, muy pocos planetas han sido descubiertos dentro de cúmulos estelares[1]. Esto es particularmente extraño y los astrónomos se han preguntado si acaso existe algo peculiar acerca de la formación de planetas que pudiera explicar esta curiosa escasez.

Anna Brucalassi, investigadora del Instituto Max Planck para Física Extraterrestre (Alemania) y autora principal del nuevo estudio, explica que en el cúmulo estelar Messier 67 “todas las estrellas tienen aproximadamente la misma edad y composición que el Sol. Esto proporciona un perfecto laboratorio para estudiar cuántos planetas se forman en un ambiente tan aglomerado, y si acaso se forman principalmente alrededor de estrellas más masivas o menos masivas”.

El equipo, en el cual participó la académica del Departamento de Astronomía de la Universidad de Chile, María Teresa Ruiz, utilizó el instrumento buscador de planetas HARPS, del Telescopio de 3.6 metros de ESO en el Observatorio La Silla. Estos resultados fueron complementados con observaciones desde varios otros observatorios alrededor del mundo[2]. Se monitorearon cuidadosamente 88 estrellas seleccionadas en Messier 67[3] durante un periodo de seis años para observar los pequeñísimos movimientos indicadores de acercamiento y alejamiento desde la Tierra, que revelan la presencia de planetas orbitando.

Este cúmulo ubicado en la constelación de Cáncer (El Cangrejo) a unos 2.500 años luz, contiene alrededor de 500 estrellas, muchas de las cuales son más tenues que aquellas normalmente seleccionadas para la búsqueda de exoplanetas y, al intentar detectar las señales débiles de posibles planetas el instrumento HARPS fue exigido al límite.

Se descubrieron tres planetas: dos orbitando estrellas similares al Sol, y uno orbitando una estrella gigante roja, más masiva y evolucionada. Respecto a los dos primeros planetas, ambos tienen aproximadamente un tercio de la masa de Júpiter y orbitan sus estrellas anfitrionas en siete y cinco días respectivamente. El tercer planeta tarda 122 días en orbitar su estrella anfitriona y es más masivo que Júpiter[4].

Se comprobó que el primero de estos planetas se encontraba orbitando una estrella notable: uno de los gemelos solares más parecido detectados hasta la fecha y que es prácticamente idéntico al Sol (eso1337) [5]. Es el primer gemelo solar en un cúmulo que se haya descubierto conteniendo un planeta.

Dos de los tres planetas son “Júpiteres calientes”, es decir, planetas comparables a Júpiter en tamaño, pero mucho más cercanos a sus estrellas anfitrionas y, por lo tanto, mucho más calientes. Los tres planetas están más cercanos a sus estrellas anfitrionas que la zona habitable, donde podría existir agua en estado líquido.

“Estos nuevos resultados demuestran que los planetas en cúmulos estelares abiertos son casi tan comunes como los que se encuentran alrededor de estrellas aisladas pero no es fácil detectarlos”, afirmó Luca Pasquini (ESO, Garching, Alemania), co-autor del nuevo artículo científico[6]. “Los nuevos resultados contrastan con trabajos anteriores que no lograron encontrar planetas en cúmulos, pero concuerdan con otras observaciones más recientes. Continuamos observando este cúmulo, para descubrir cómo las estrellas con y sin planetas difieren en masa y composición química”.

NOTAS

[1] Los cúmulos estelares se presentan en dos categorías principales. Los cúmulos abiertos son grupos de estrellas que se han formado juntas a partir de una nube de gas y polvo única, en el pasado reciente. Se les encuentra con mayor frecuencia en los brazos espirales de una galaxia como la Vía Láctea. Por otra parte, los cúmulos globulares son conglomerados esféricos, mucho mayores, de estrellas mucho más longevas, que orbitan alrededor del centro de una galaxia. A pesar de búsquedas cuidadosas, no se han encontrado planetas en cúmulos globulares y, menos de seis, en cúmulos abiertos. En estos últimos dos años, se han encontrado exoplanetas en los cúmulos NGC 6811 y Messier 44 y, más recientemente aún, se ha detectado uno, también, en el brillante y cercano cúmulo Hyades.

[2] Esta investigación también hizo uso de observaciones realizadas con el instrumento SOPHIE del Observatorio de Haute-Provence, en Francia, como también con el Telescopio Suizo Leonhard Euler de 1.2 metros en el Observatorio La Silla de ESO en Chile y el Telescopio Hobby Eberly, ubicado en Texas, USA.

[3] La mayoría de los cúmulos abiertos se disipan, luego del transcurso de una decena de millones de años. Sin embargo, los cúmulos que se forman con una densidad de estrellas mayor, pueden mantenerse juntos por periodos más largos. Messier 67 es un ejemplo de tales cúmulos longevos y uno de los cúmulos más antiguos y mejor estudiados, cercanos a la Tierra.

[4] Las estimaciones de masa de planetas observados usando el método de velocidad radial son estimaciones de valor mínimo: si la órbita del planeta es altamente inclinada podría tener una masa mayor y crear los mismos efectos observados.

[5] Los gemelos solares, análogos solares y estrellas de tipo solar, son categorías de estrellas, clasificadas de acuerdo a su similitud con nuestro propio Sol. Los gemelos solares presentan un parecido mayor, ya que poseen masas, temperaturas y abundancias químicas muy similares al Sol. Los gemelos solares son muy escasos, pero las otras categorías de estrellas, donde la similitud es menos precisa, resultan mucho más corrientes.

[6] Esta tasa de detección de 3 planetas en una muestra de 88 estrellas en Messier 67, es cercana a la frecuencia promedio de planetas alrededor de estrellas que no pertenecen a cúmulos.

INFORMACIÓN ADICIONAL

Esta investigación se presentó en un artículo científico titulado “Tres compañeros planetarios alrededor de estrellas M67”, por A. Brucalassi et al., que será publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.

Los miembros del equipo de investigadores son: A. Brucalassi (Instituto Max-Planck para Física Extraterrestre, Garching, Alemania [MPE]; Sternwarte, Munich, Alemania), L. Pasquini (ESO, Garching, Alemania), R. Saglia (MPE; Sternwarte), M.T. Ruiz (Universidad de Chile, Santiago, Chile), P. Bonifacio (GEPI, Observatoire de Paris, CNRS, Univ. Paris Diderot, Francia), L. R. Bedin (INAF - Osservatorio Astronomico di Padova, Padova, Italy), K. Biazzo (INAF – Observatorio Astronómico de Catania, Catania, Italia), C. Melo (ESO, Santiago, Chile), C. Lovis (Observatorio de Ginebra, Suiza) y S. Randich (INAF – Observatorio Astrofísico de Arcetri, Florencia, Italia).

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