Recientemente descubierto: el planeta más extraño del universo

¿Qué tal esto?: los astrónomos han descubierto un exoplaneta al que llaman “Super Saturno”. ¡Tiene anillos de más de una UA de ancho! Una UA, que es la forma en que los planetas se saludan cuando pasan (“¡UA!”), o Unidad Astronómica, que es la distancia entre el Sol y la Tierra. Es un sistema de anillos increíblemente grande, de ahí su nombre. Super Saturno se llama “Objeto de Mamajek” en honor al astrónomo que dirigió el equipo al que le debemos el descubrimiento. El profesor Eric Mamajek, de la Universidad de Rochester, de Nueva York, encontró al Super Saturno mientras revisaba los datos descargados de las observaciones de tránsito de gran angular. “WASP” es el acrónimo de “Wide Angle Search for exoPlanets”. Es un ingenioso proyecto desarrollado en el año 2000 por astrónomos de la Universidad de Queens en Belfast, Irlanda del Norte, y la Universidad de St. Andrew en Escocia.

Usando cuatro telescopios, las cámaras de video CCD registran el ligero oscurecimiento de la luz de las estrellas causado por los objetos que pasan frente a ellas. Este es el método del tránsito para la de detección de exoplanetas. Por ejemplo, el planeta Venus transita a través de nuestra vista del Sol cada doscientos años. Se ve un punto negro, la silueta de Venus, que se cruza frente al Sol cuando pasa entre nuestra línea de visión y el Sol. Este pequeño “eclipse” hace que la cantidad de luz solar que llega a la Tierra se reduzca en una cantidad minúscula. Lo mismo ocurre con todas las estrellas de la Vía Láctea que tienen planetas a su alrededor.

El tránsito de los exoplanetas frente a las estrellas debe estar en una línea de visión directa con la Tierra para que la luz de las estrellas se atenúe. Esta es una situación que no ocurre muy a menudo. Es por eso que miles de estrellas deben mirarse simultáneamente durante el mayor tiempo posible, entre 4 y 8 horas por noche. El WASP fue creado para observar continuamente la mayor variedad posible de estrellas: alguna de ellas podría mostrar un tránsito de exoplanetas. Eso se traduce en una gran cantidad de datos que se producen: alrededor de 40 gigabytes por sesión de visualización. Los informáticos de la Universidad de Leicester, en Inglaterra, desarrollaron un programa para almacenar los datos y generar gráficos fotométricos de la intensidad de la luz de cada estrella. La Universidad Abierta, también de Inglaterra, se unió al proyecto WASP, tomó estos datos y los puso a disposición de los astrónomos de todo el mundo para que los revisaran.

Los gráficos de la intensidad de la luz de las estrellas que muestran cambios en su brillo se denominan Curvas de Luz. Estos gráficos tienen dos ejes: uno es el eje de la línea de tiempo, el otro es la intensidad de la luz. A medida que el objeto, considerado un exoplaneta, aunque también podría ser una estrella enana marrón, cruza frente a la estrella, el eje de la línea de tiempo realiza un seguimiento de la rapidez con la que se mueve. Nos dice cuán cerca está el objeto de la estrella, mientras que el eje de brillo realiza un seguimiento de cuánto se atenúa la luz de la estrella. De esta manera, podemos averiguar cuán grande es el objeto. Obviamente, los objetos grandes atenuarán más la luz y serán más fáciles de detectar. En la actualidad, los equipos ​​que hay en la Tierra no son lo suficientemente sensibles para medir la atenuación causada por planetas tan pequeños como el nuestro. Los del tamaño de Neptuno y más grandes son el límite para el WASP. Sin embargo, el Telescopio Espacial James Webb, que ahora está en funcionamiento, tiene una sensibilidad mucho mayor y podrá detectar el tránsito de exoplanetas del tamaño de la Tierra. Sé que quieres que llegue al Super Saturno, pero hay algo más con lo que deberías estar familiarizado antes de que lleguemos allí.

Si el exoplaneta tiene una atmósfera o, en el caso del Super Saturno, un sistema de anillos, la luz estelar de la estrella por la que transita el planeta brillará a través de la atmósfera o el sistema de anillos, y eso también se puede detectar. La curva de luz mostrará menos atenuación en los datos fotométricos porque no se bloquea toda la luz de las estrellas, debido a que algo de luz todavía atraviesa la atmósfera o los anillos. Esto es importante porque les da a los astrónomos una lectura de la atmósfera. El telescopio espacial James Webb está equipado con espectroscopios que pueden determinar el contenido de gas de la atmósfera de los exoplanetas en tránsito... oxígeno, metano, carbono, etc. El proyecto WASP se ha hecho muy popular. Ahora hay un proyecto SuperWASP, que consiste en WASP norte y WASP sur. Uno mira el cielo sobre el hemisferio norte, el otro mira el cielo sobre el hemisferio sur.

También hay una Encuesta de Tránsito de Próxima Generación, NGTS, basada en el proyecto WASP. Está automatizada, por lo que los astrónomos no tienen que quedarse despiertos toda la noche tomando café. Pero pueden hacerlo si quieren. Ubicado en el Observatorio Europeo Austral en el desierto de Atacama, en Chile, el NGTS escanea millones de estrellas y ha descubierto más de cien exoplanetas de un tamaño tan pequeño como 3 veces el de la Tierra. El NGTS ha iniciado un club de cazadores de planetas en las redes sociales. Los científicos independientes pueden buscar la base de datos de las curvas de luz, ¡y tal vez descubrir el propio exoplaneta! Lo que había sido un esfuerzo estrictamente británico iniciado por uno o dos astrónomos es ahora un fenómeno mundial.

Con la capacidad de “leer” las firmas espectroscópicas de los gases atmosféricos durante los tránsitos de exoplanetas, ha surgido una nueva idea: las “tecno-firmas”. Consiste en identificar específicamente gases en atmósferas de exoplanetas que son producidos por civilizaciones. El telescopio espacial James Webb puede hacer esto. Los gases de contaminación se pueden ver espectroscópicamente, si están presentes. También se podría detectar tritio de los reactores de fusión, si lo tienen, junto con patrones de calor de las ciudades en las superficies de los planetas. Las firmas tecnológicas son un concepto reciente que se originó después de que comenzara el proyecto WASP. ¡Quién sabe qué resultará de allí! Ahora volvamos al Super Saturno.

La estrella que orbita el Super Saturno es la J1407: una estrella pequeña, tenue, parecida al Sol, de una secuencia anterior a la decimotercera magnitud. ¿Eh? Bueno, el ojo humano solo puede ver estrellas de una sexta magnitud, y cada magnitud es 2 veces y media más tenue que la anterior. Entonces, no es una estrella excepcional, sino solo otra estrella “telescópica” en la región de Escorpio-Centauro del cielo nocturno. La J1407 es una estrella joven que aún no se ha asentado en su fase estable de larga duración. Esto es importante, porque el Super Saturno, oficialmente J1407b, muestra signos de tener un sistema de anillos en una etapa temprana de desarrollo. La curva de luz del Super Saturno estaba escondida en la montaña de datos del proyecto SuperWASP. El profesor Mamajek y su asociado, Matthew Kenworthy, de la Universidad de Leicester, estudiaron los datos a fondo y produjeron un informe detallado sobre ellos. El conocimiento depende de tener buenos datos.

El eje horizontal de la curva de luz de la J1407b, el eje del tiempo, es lo que está causando todo el alboroto. El Super Saturno tardó “semanas” en transitar frente a su estrella madre: 56 días, para ser exactos. Los sistemas de anillos planetarios con los que estamos familiarizados en nuestro Sistema Solar orbitan alrededor del ecuador de los planetas gigantes gaseosos y son muy delgados, desde solo unos pocos metros de espesor hasta unos pocos centímetros. En un telescopio, los anillos de Saturno parecerán desaparecer cuando el planeta tenga una inclinación cero hacia la Tierra. Saturno debe estar inclinado en un ángulo en relación con la Tierra para ver el hermoso sistema de anillos. Es algo que todos deberían ver: ¡Saturno en un telescopio!

Si los anillos del Super Saturno bloquearon la mayor parte de la luz de la J1407 durante 56 días, significa que el planeta tenía que estar orbitando con una notoria inclinación hacia su estrella. Si estuviera en inclinación cero, no veríamos los anillos bloqueando ninguna luz. Por lo tanto, se podría determinar el tiempo orbital: desde un mínimo de 10 años hasta... 200 años, si la órbita es muy elíptica. Se calcula que el superplaneta en sí tiene 24 veces la masa de Júpiter, lo que significa que si es gaseoso, podría ser una estrella enana marrón. El Super Saturno parece tener un objeto del tamaño de Marte orbitando a su alrededor, porque hay una gran brecha en los anillos que probablemente fue creada por un objeto grande. La división de Cassini en los anillos de Saturno es donde una luna ha abierto un camino a través de los anillos. La curva de luz del Super Saturno solo se ha observado una vez.

Todos los sistemas de detección de exoplanetas están atentos a que regrese alrededor de la J1407. Nadie sabe cuándo ocurrirá eso. Algunos astrónomos han sugerido que el J1407b es un sistema estelar enano marrón en sí mismo, que simplemente pasa frente a la estrella J1407, pero no está conectado a ella. Una reaparición orbital del Super Saturno desmentiría esa conjetura. La región central del Super Saturno bloqueó toda la luz de su estrella principal. Esto es lo que indica que el sistema de anillos es nuevo y se encuentra en una fase temprana de desarrollo. Con el tiempo, se espera que la masa del anillo muy denso que está cerca del planeta se reduzca a medida que toda esta materia sea absorbida por el planeta o expulsada al espacio. Esto es lo que ha sucedido con los planetas gigantes gaseosos de nuestro Sistema Solar. El Objeto Mamajek es una sorpresa. Nunca antes, ni después, se ha detectado una Curva de Luz como la de este Super Saturno. Eso ha abierto un nuevo capítulo a nuestra comprensión de la formación de sistemas de anillos. Brindo por ti, Super Saturno, ¡esperamos volver a verte pronto!