La imaginación de este artista muestra un ejemplo de un planeta errante con el complejo de nubes Rho Ophiuchi visible en el fondo. Los planetas errantes tienen masas comparables a las de los planetas de nuestro Sistema Solar, pero no orbitan una estrella, sino que deambulan libremente por su cuenta.

El campo de los estudios de planetas extrasolares continúa revelando algunas cosas realmente asombrosas sobre nuestro Universo. Después de décadas de tener solo un puñado de exoplanetas disponibles para su estudio, los astrónomos ahora están trabajando con un total de 4.884 exoplanetas confirmados y otros 8.288 en espera de confirmación. Se espera que este número aumente exponencialmente en los próximos años a medida que misiones de próxima generación como el Telescopio Espacial James Webb (JWST), Euclid, PLATO y el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman (RST) revelen decenas de miles más.

Además de aprender mucho sobre los tipos de exoplanetas que existen y qué tipo de estrellas se sabe que los originan, los astrónomos también han hecho otro descubrimiento sorprendente. No hay escasez de exoplanetas en nuestra galaxia que no tengan una estrella madre. Utilizando telescopios de todo el mundo, un equipo de astrónomos descubrió recientemente 70 planetas flotantes adicionales (FFP), la muestra más grande de «planetas errantes» descubierta hasta la fecha, y casi duplicando el número de FFP disponibles para su estudio.

El equipo de investigación responsable del descubrimiento estuvo dirigido por Nuria Miret-Roig, investigadora postdoctoral del Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux (LAB) y la Universidad de Viena. A ella se unieron varios investigadores del LAB, los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (NINS) en Kioto, el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) en Francia, y el Centro de Astrobiología (CAB) y el Departamento de Inteligencia Artificial (DIA). ) en España. El estudio que describe sus hallazgos se publicó recientemente en Nature Astronomy.

Créditos: Fraser Cain

Para desglosarlo, los astrónomos han especulado sobre la existencia de FFP (también conocidos como «planetas rebeldes») durante décadas, y las simulaciones numéricas han indicado que pueden ser completamente comunes. De hecho, algunas investigaciones han demostrado que puede haber miles de millones de estos planetas flotando en el espacio interestelar, ¡potencialmente superando en número a las estrellas de la Vía Láctea! Los mecanismos exactos de cómo los planetas se vuelven rebeldes siguen siendo un misterio, pero existen varias teorías.

Entre ellos, los astrónomos han conjeturado que los planetas se forman regularmente en el espacio interestelar, que son alejados por interacciones gravitacionales con estrellas que pasan, que las supernovas los expulsan o que flotan libremente hacia el espacio después de que su sol muere. Como indicaron Roig y sus colegas en su estudio, investigaciones anteriores han identificado FFP en cúmulos estelares jóvenes y dentro del Campo Galáctico. Aún así, las muestras fueron siempre pequeñas o heterogéneas en edad y origen.

Además, los planetas errantes suelen ser imposibles de visualizar en luz visible, muy parecido a tratar de discernir exoplanetas que orbitan estrellas varios miles de veces más brillantes. Para hacer esto, los astrónomos deben tener acceso a telescopios e instrumentos muy sensibles. En segundo lugar, también necesitan identificar miembros de masa planetaria dentro de una abrumadora multitud de estrellas de campo y galaxias de fondo. Esto equivale a encontrar una aguja en un pajar, pero donde la aguja es el objeto menos brillante.

Para superar esto, Roig y su equipo combinaron los movimientos adecuados de los objetos en el cielo nocturno con fotometría de múltiples longitudes de onda obtenida por múltiples observatorios durante 20 años. Estos incluyeron el Isaac Newton Group (ING) en la isla de La Palma (frente a la costa de España), el Telescopio Canadá-Francia-Hawai en Manua Kea, Hawai, y el Very Large Telescope (VLT) de ESO, Visible and Infrared Survey. Telescopio de Astronomía (VISTA), VLT Survey Telescope (VST) y telescopio MPG / ESO de 2,2 metros, todos ellos ubicados en el desierto de Atacama en el norte de Chile.

Las ubicaciones de 115 posibles planetas errantes, resaltadas con círculos rojos, recientemente descubiertas por un equipo de astrónomos en una región del cielo ocupada por Upper Scorpius y Ophiucus. Créditos: ESO / N. Risinger (skysurvey.org)

También se basaron en observaciones astrométricas del Observatorio Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA), con base en el espacio. Como dijo Hervé Bouy, líder del proyecto de la nueva investigación, en un comunicado de prensa reciente de ING.

“La gran mayoría de nuestros datos provienen de los observatorios de ESO, que fueron absolutamente críticos para este estudio. Su amplio campo de visión y su sensibilidad única fueron claves para nuestro éxito. Utilizamos decenas de miles de imágenes de campo amplio de las instalaciones de ESO, correspondientes a cientos de horas de observaciones y, literalmente, decenas de terabytes de datos ”.

Por último, el equipo aprovechó la forma en que los planetas rebeldes más jóvenes aún están calientes desde la formación, lo que permite la detección directa mediante telescopios y cámaras sensibles. Aquí es donde entraron en juego las nuevas observaciones de campo amplio y profundo mediante telescopios ópticos e infrarrojos, que proporcionaron al equipo más de 80.000 imágenes de campo amplio (100 terabytes de datos). A partir de esto, el equipo encontró al menos 70-170 nuevos FFP comparables en masa a Júpiter y ubicados en las constelaciones de Scorpius y Ophiuchus, la región de formación de estrellas más cercana a nuestro Sistema Solar.

Como dijo Miret-Roig en un comunicado de prensa reciente de ESO, esta fue la muestra individual más grande de FFP jamás descubierta:

“No sabíamos cuántos esperar y estamos emocionados de haber encontrado tantos. Medimos los pequeños movimientos, los colores y la luminosidad de decenas de millones de fuentes en una gran área del cielo. Estas medidas nos permitieron identificar de forma segura los objetos más débiles en esta región, los planetas errantes».

Créditos: ESO

Este descubrimiento también significa que los astrónomos tendrán casi el doble del conjunto de datos que tenían anteriormente, lo que será útil cuando se produzcan observaciones de seguimiento en un futuro próximo. Esta gran muestra ya está ayudando a los astrónomos a refinar sus teorías sobre la naturaleza y el origen de los planetas errantes. Básicamente, el número de FFP observado en la asociación Upper Scorpius excede lo que esperarían los astrónomos si solo se formaran como lo hacen las estrellas en el medio interestelar.

Esto sugiere que podría haber muchos más mecanismos en juego y que las estimaciones anteriores que sugerían que podría haber miles de millones de FFP en nuestras galaxias son correctas. Suponiendo que la fracción de FFP que observaron en Upper Scorpius es similar a la de otras regiones de formación estelar, dijo Bouy, habría varios miles de millones de planetas con la masa de Júpiter deambulando por la galaxia e incluso más planetas con la masa de la Tierra, muchos de los cuales han sido observado en la Vía Láctea:

“Podría haber varios miles de millones de estos planetas gigantes que flotan libremente deambulando libremente por la Vía Láctea sin una estrella anfitriona. Estos objetos son extremadamente tenues y poco se puede hacer para estudiarlos con las instalaciones actuales. El ELT será absolutamente crucial para recopilar más información sobre la mayoría de los planetas errantes que hemos encontrado «.

El Extremely Large Telescope (ELT) de ESO se encuentra actualmente en construcción en el desierto de Atacama y se espera que obtenga su primera luz para 2027. Con su espejo primario de 39 metros (128 pies) y un conjunto avanzado de espectrómetros, coronógrafos y óptica adaptativa , el ELT podrá obtener imágenes directamente de exoplanetas, planetas errantes y caracterizar sus atmósferas. Ese mismo año, el telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA también se lanzará al espacio y comenzará a realizar estudios de exoplanetas que podrían incluir FFP tan pequeños como Marte.

“Los FFP que identificamos también son objetivos excelentes para los estudios de seguimiento. En particular, serán esenciales para estudiar las atmósferas planetarias en ausencia de una estrella anfitriona cegadora, lo que hará que la observación sea mucho más fácil y más detallada ”, agregó Bouy. “La comparación con las atmósferas de los planetas que orbitan estrellas proporcionará detalles clave sobre su formación y propiedades. Además, estudiar la presencia de gas y polvo alrededor de estos objetos, lo que llamamos «discos circumplanetarios», arrojará más luz sobre su proceso de formación «.

Otra implicación de este estudio es lo que podría significar para los modelos de formación y evolución de planetas, que son clave para comprender el origen de los planetas habitables y la vida. Dijo Miret-Roig:

“El descubrimiento de esta gran población de jóvenes FFP tiene importantes implicaciones para la formación y evolución temprana de los sistemas planetarios y, específicamente, en la escala de tiempo de los procesos involucrados. Nuestras observaciones sugieren que los sistemas de planetas gigantes deben formarse y volverse dinámicamente inestables dentro de la vida útil observada (3-10 millones de años) de la región para contribuir a la población de FFP. Los estudios actuales sugieren que la inestabilidad dinámica entre los planetas gigantes de nuestro Sistema Solar también puede haber ocurrido en épocas tempranas, aunque fue mucho menos violenta que la inestabilidad necesaria para expulsar planetas tan masivos como los que hemos encontrado «.

También existe la emocionante posibilidad de que los FFP puedan albergar vida, posiblemente escondida en bolsas subterráneas donde la lenta desintegración de los elementos radiactivos o la convección proporciona el calor necesario. Otra posibilidad es que las FFP tengan lunas que posean atmósferas espesas y agua en su superficie, lo que aumenta la posibilidad de vida nuevamente. ¿Podría ser real alguna de estas posibilidades? Con cientos o miles de FFP disponibles para estudiar en los próximos años, lo averiguaremos de una forma u otra.

Artículo con fines divulgativos basado en el artículo original en Inglés.
Créditos: Matt Williams, Universe Today
Salvo indicación contraria este trabajo está licenciado por el autor bajo la licencia International Creative Commons Attribution 4.0

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