Los investigadores creen que nuestra galaxia está repleta de huérfanos cósmicos, planetas que deambulan libres de una estrella madre. Aunque son comunes, estos planetas rebeldes son difíciles de detectar, especialmente cuando están en el rango de tamaño de la Tierra.
A pesar de esta dificultad; Un equipo internacional de astrónomos que incluye a Przemek Mróz, un becario postdoctoral en el Instituto de Tecnología de California (Caltech) y Radosław Poleski del Observatorio Astronómico de la Universidad de Varsovia, han descubierto lo que creen que es un planeta flotante con un tamaño y masa en algún lugar del rango de Marte y la Tierra, vagando por la Vía Láctea.
“Encontramos un planeta que parece extremadamente solitario y pequeño, muy lejano en el Universo”, le dijo Poleski a ZME Science. “Si puedes imaginarte, la Tierra está en una caja de arena rodeada por muchos otros planetas y la luz del Sol. Este planeta no lo es. Está realmente solo “.
Se cree que el planeta rebelde que encontró el equipo, OGLE-2016-BLG-1928, es el planeta flotante más pequeño jamás descubierto. Se encontró en los datos recopilados por Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), un proyecto astronómico polaco con sede en la Universidad de Varsovia. Los pícaros previamente descubiertos, como el primer planeta flotante libre registrado que también encontró OGLE en 2016, tienen un tamaño más cercano a Júpiter.
“Descubrimos el candidato a planeta flotante más pequeño hasta la fecha. Es probable que el planeta sea más pequeño que la Tierra, lo que es consistente con las predicciones de las teorías de formación de planetas ”, explica Mróz, autor principal del estudio del equipo publicado en Astrophysical Journal Letters, a ZME Science. “Los planetas que flotan libremente son demasiado tenues para ser observados directamente; podemos detectarlos usando microlentes gravitacionales a través de su gravedad de flexión de luz”.
La gravedad de la situación
El equipo detectó este planeta errante utilizando la técnica de microlente gravitacional, a menudo utilizada para detectar exoplanetas, planetas fuera de nuestro sistema solar. Los exoplanetas a menudo no se pueden observar directamente, y cuando pueden, es el resultado de la interacción con la radiación de su estrella madre; por ejemplo, el efecto de atenuación que tienen los exoplanetas cuando se cruzan frente a su estrella y bloquean parte de la luz que emite. Claramente, como los planetas rebeldes no tienen una estrella madre, no tienen estas interacciones, lo que hace que los eventos de microlentes sean la única forma de detectarlos.
“La microlente se produce cuando un objeto con lente, un planeta o estrella que flota libremente, pasa entre un observador terrestre y una estrella fuente distante, su gravedad puede desviar y enfocar la luz de la fuente”, explica Mróz a ZME Science. “El observador medirá un breve brillo de la estrella fuente, lo que llamamos un evento de microlente gravitacional”.
Mróz continúa explicando que la duración de los eventos de microlentes depende de la masa del objeto que actúa como lente gravitacional. “Cuanto menos masiva sea la lente, más corto será el evento de microlente. La mayoría de los eventos observados, que suelen durar varios días, son causados por estrellas ”, dice Mróz. “Los eventos de microlentes atribuidos a planetas que flotan libremente generalmente duran apenas unas pocas horas, lo que los hace difíciles de detectar. Necesitamos observar con mucha frecuencia la misma parte del cielo para detectar breves brillos causados por planetas que flotan libremente”.
Midiendo la duración de un evento de microlente y la forma de su curva de luz, los astrónomos pueden estimar la masa del objeto de lente. Así es como el equipo pudo determinar que este planeta que flota libremente tiene aproximadamente el tamaño de la Tierra. “Por lo tanto, podemos descubrir objetos muy tenues, como agujeros negros o planetas que flotan libremente”, dice Poleski. “Lo encontramos como un evento, que tiene una escala de tiempo de 41 minutos. Y es el evento más corto jamás descubierto “.
Poleski explica que la falta de cualquier otro cuerpo de lente en el sistema le dijo al equipo que es un candidato muy fuerte para un planeta flotante. Y agrega: “Sabemos que es un planeta debido a la muy corta escala de tiempo y creemos que flota libremente porque no vemos ninguna estrella a su lado”.
Los astrónomos creen que los planetas que flotan libremente en realidad se formaron en discos protoplanetarios alrededor de las estrellas, de la misma manera que los planetas “ordinarios”. En algún momento, son expulsados de sus sistemas planetarios parentales, probablemente después de interacciones gravitacionales con otros cuerpos, por ejemplo, con otros planetas del sistema.
“Se espera que algunos planetas de baja masa sean expulsados de sus sistemas planetarios originales durante las primeras etapas de la formación del sistema planetario”, dice Mróz. “Según las teorías de formación de planetas, la mayoría de los planetas expulsados deberían ser más pequeños que la Tierra. Las teorías de la formación de planetas predicen que las masas típicas de los planetas expulsados deberían tener entre 0,3 y 1,0 masas terrestres. Por tanto, las propiedades de este evento se ajustan a las expectativas teóricas”.
Se cree que estos planetas rebeldes que flotan libremente son bastante comunes, pero los investigadores no pueden estar seguros porque son muy difíciles de detectar. “Nuestros estudios actuales indican que la frecuencia de los planetas de baja masa (en la Tierra hasta el rango de masa de la súper Tierra) que flotan libremente o de órbita amplia es similar a la de las estrellas; hay alrededor de dos a cinco de esos objetos por cada estrella en la Vía Láctea ”, dice Mróz. “Estos números son muy inciertos porque se basan en algunos avistamientos de eventos de microlentes de corta duración. Sin embargo, si los planetas de órbita ancha / flotante libre fueran menos frecuentes que las estrellas, habríamos observado muchos menos eventos de escalas de tiempo cortas que nosotros”.
El investigador agrega que aunque estos objetos son relativamente comunes, las posibilidades de observar eventos de microlentes causados por ellos son aún extremadamente pequeñas. “Tres objetos (fuente, lente y observador) deben estar alineados casi perfectamente”, dice Mróz. “Si observamos una sola estrella fuente, tendríamos que esperar casi un millón de años para ver la fuente con microlente”.
De hecho, uno de los elementos extraordinarios del estudio del equipo es que no se creía que un evento de lente de tan corta duración fuera observable dada la sensibilidad de la generación actual de telescopios.
“La sorpresa, en general, fue que con la tecnología actual pudimos definir un evento de tan poco tiempo”, dice Poleski. “Es especialmente sorprendente si superas el récord anterior por un factor de pocos”.
El telescopio romano Nancy Grace y el futuro reconocimiento de los rebeldes
Para Mróz, todavía hay preguntas que le gustaría ver respondidas sobre OGLE-2016-BLG-1928. Principalmente, confirmando que definitivamente es un planeta que flota libremente.
“No estamos completamente seguros de si nuestro planeta flota libremente o no. Nuestras observaciones descartan la presencia de compañeros estelares dentro de las 10 unidades astronómicas (930 millones de millas) del planeta, pero el planeta puede tener un compañero más distante ”, dice Mróz. “Imaginemos que estamos observando eventos de microlentes por un doppelganger del Sistema Solar. Si Júpiter o Saturno causaran un evento de microlente, veríamos una firma del Sol en la curva de luz del evento de microlente. Sin embargo, los eventos de microlentes de Urano o Neptuno probablemente se verían como los de los planetas que flotan libremente, porque están muy lejos del Sol ”.
Afortunadamente, Mróz dice que debería ser posible distinguir entre planetas de órbita ancha y de flotación libre. “La lente se mueve en relación con la estrella fuente en el cielo y, unos años después del evento de microlente, la lente y la fuente deberían separarse en el cielo”, explica el investigador. “Si la lente tiene un compañero estelar, veremos un exceso de luz en su posición. Si es un planeta que flota libremente, no lo haremos “.
Si bien este método puede parecer simple, Mróz dice que no podemos aplicarlo ahora, porque los telescopios existentes no son lo suficientemente potentes. Esto incluye el instrumento que realizó las observaciones a largo plazo que dieron lugar al estudio del cielo OGLE, los datos a partir de los cuales el equipo encontró el evento de micro lentes OGLE-2016-BLG-1928.
“El descubrimiento de OGLE-2016-BLG-1928 fue parte de la búsqueda más amplia de eventos de microlentes en general, que realizamos en varios pasos”, le dice Poleski a ZME. “En un paso, comencé a mirar los planetas de órbita amplia, planetas similares a Urano o Neptuno y en órbitas similares. Y mientras buscaba esos, examiné una lista de eventos de microlentes candidatos en general y encontré este”.
Pronto, el telescopio romano Nancy Grace de la NASA se hará cargo de la búsqueda de eventos de microlentes, pero mientras tanto, todavía hay datos de OGLE y otros proyectos por examinar. “Ahora tenemos más datos y otras encuestas también están recopilando datos. Así que esperamos analizarlos ”, dice Poleski. “El futuro a largo plazo es el lanzamiento del Telescopio Espacial Romano Nancy Grace. Será un telescopio similar al telescopio Hubble, solo que con nuevas cámaras infrarrojas e infrarrojas y ese campo de visión de la cámara más grande que el telescopio espacial Hubble.
“Uno de los principales proyectos del telescopio Raman será observar el bulto galáctico en busca de planetas con microlentes, incluidos los planetas que flotan libremente”.
Este artículo es una traducción de otro publicado en ZME Science. Puedes leer el texto original haciendo clic aquí.
