Por segunda vez, científicos del Instituto de Astronomía (IA) de la UNAM descubrieron un exoplaneta (planeta ubicado fuera de nuestro sistema solar) utilizando observaciones de radio de muy alta precisión, realizadas con el Arreglo Interferométrico de Base muy Larga (VLBA, por las siglas en inglés de Very Long Baseline Array), un sistema de 10 antenas de radio, o radiotelescopios, idénticas, que son controladas por una central común y trabajan juntas desde diversas partes del mundo como un solo instrumento.

El VLBA, propiedad de la Fundación Nacional de la Ciencia de Estados Unidos, es operado por el Observatorio Nacional de Radio Astronomía (NRAO) en Socorro, Nuevo México. Este interferómetro está abierto a la comunidad astronómica y puede ser usado por grupos de todo el mundo. El equipo de investigadores del IA lo usa desde hace décadas para estudiar regiones de formación estelar, y ahora para buscar exoplanetas.

“Es un planeta tipo Júpiter, lo que no es nada nuevo, pero está girando alrededor de una estrella de muy baja masa, lo cual teóricamente es poco probable que exista, por lo que es especial. Planetas masivos, como este, se espera que se formen alrededor de estrellas tipo solar pero no alrededor de estrellas de baja masa”, explicó el investigador del Instituto de Astronomía (IA) y titular del trabajo, Salvador Curiel Ramírez.

El científico señaló que seguramente se trata de un planeta gaseoso. La técnica utilizada, llamada de astrometría absoluta y de uso novedoso para este tipo de descubrimientos, puede determinar la órbita del planeta alrededor de la estrella y su masa, pero no su densidad, lo cual es necesario para determinar si el planeta es gaseoso o rocoso.

El planeta está en un sistema binario compacto, lo que creó varios problemas a los científicos porque la estrella cercana es de muy baja masa, aun así hace que el sistema estrella-planeta (con una separación similar a la de Venus y el Sol) se mueva con muy alta velocidad alrededor del centro de masa del sistema binario. “Esto complica las cosas en la astrometría, pues la separación de las dos estrellas es muy pequeña, algo así como la distancia entre Neptuno y el Sol”, expuso Curiel.

“Sin embargo, llevando a cabo un análisis simultáneo del movimiento orbital del sistema binario y del movimiento orbital del planeta alrededor de la estrella huésped, logramos establecer el movimiento tridimensional del sistema completo, y las masas tanto de las estrellas como del planeta”, añadió.

A su vez, la investigadora posdoctoral del IA y colaboradora del trabajo, Gisela Ortiz León, recordó que es la segunda detección de un exoplaneta usando astrometría en radio.

“El método que usamos es el de astrometría, en donde lo que se mide es la posición de la estrella en diferentes tiempos. Al hacer estas mediciones uno observa a lo largo del tiempo que la estrella muestra un pequeño bamboleo, el cual delata la presencia de al menos un planeta”, pormenorizó.

La técnica consiste en medir básicamente pequeñas variaciones en la posición de la estrella con mucha precisión, y para eso necesitamos usar un instrumento capaz de lograr precisiones muy grandes, como el VLBA, indicó.

Curiel Ramírez abundó que a la fecha se han encontrado más de cinco mil exoplanetas, pero este es el segundo que se identifica con radiotelescopios usando la técnica de astrometría. Las observaciones con el VLBA permitieron la detección indirecta de un planeta joviano asociado a una estrella roja de baja masa.

“Astrometría fue la primera técnica que se usó para buscar planetas, porque desde hace cientos de años se usa para poder ubicar la posición de los planetas del Sistema Solar, y de las estrellas en general. Desde luego la precisión de las observaciones ha ido cambiando a lo largo del tiempo, y estamos en un momento en el que algunos instrumentos ya dan la precisión que necesitamos para empezar a buscar planetas. Estamos justo en ese momento en que la tecnología, y las mejoras que se han hecho a los instrumentos, ya nos permiten buscar planetas”, agregó.

El científico aseveró que -gracias al satélite GAIA que está en órbita desde hace unos seis años y al uso de radiotelescopios como el VLBA y próximamente el ngVLA (next generation VLA) y SKA (Square Kilometer Array)-, en el futuro próximo la astrometría estará entre las primeras tres técnicas para buscar exoplanetas.

“Con observaciones de radio podemos observar estrellas que con el óptico y con el infrarrojo es casi imposible. Estamos aprovechando una ventana en la cual somos los únicos que podemos buscar planetas alrededor de este tipo de estrellas que son jóvenes, muy activas, y con campos magnéticos muy intensos, lo que hace que técnicas como la espectroscopía y el tránsito se vean muy afectadas en las mediciones”, acotó.

“En cambio a nosotros nos favorece, pues entre más joven sea la estrella, más intenso sea el campo magnético y más activa esté la estrella, tiene más emisiones en radio”, puntualizó.

En el trabajo, publicado hoy en la revista The Astronomical Journal, participaron con Curiel Ramírez y Ortiz León otros dos científicos: Joel Sánchez Bermúdez, investigador del IA; y Amy J. Mioduszewski, del NRAO de Estados Unidos.

Se puede consultar en: https://arxiv.org/abs/2208.14553.