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Un planeta sorpresa descubierto alrededor de un par de estrellas extremas

Esta imagen muestra el par de estrellas más masivo para albergar planetas hasta la fecha, b Centauri, y su planeta gigante b Centauri b. Esta es la primera vez que los astrónomos han observado directamente un planeta que orbita un par de estrellas tan masivas y calientes. El par de estrellas, que tiene una masa total de al menos seis veces la del Sol, es el objeto brillante en la esquina superior izquierda de la imagen, con los anillos brillantes y oscuros que lo rodean como artefactos ópticos. El planeta, visible como un punto brillante en la parte inferior derecha del marco, es diez veces más masivo que Júpiter y el par orbita 100 veces la distancia que Júpiter orbita al Sol. El otro punto brillante de la imagen (arriba a la derecha) es una estrella en el fondo. Al tomar diferentes imágenes en diferentes momentos, los astrónomos pudieron distinguir el planeta de las estrellas de fondo. La imagen fue capturada por el instrumento SPHERE en el Very Large Telescope de ESO y usando un coronógrafo, que bloqueó la luz del sistema estelar masivo y permitió a los astrónomos detectar el débil planeta. Crédito: ESO / Janson et al.

El Observatorio Europeo Austral Telescopio muy grande (ESTEVLT) capturó una imagen de un planeta en órbita alrededor de Centauri, un sistema de dos estrellas que se puede ver a simple vista. Es el sistema estelar más caliente y masivo que alberga el planeta encontrado hasta la fecha, y el planeta ha sido visto orbitando 100 veces la distancia. Júpiter orbita alrededor del sol. Algunos astrónomos creían que los planetas no podían existir alrededor de estrellas tan masivas y calientes, hasta ahora.

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«Encontrar un planeta alrededor de b Centauri fue muy emocionante porque cambia por completo la imagen de las estrellas masivas como anfitriones en el planeta», dice Markus Janson, astrónomo de la Universidad de Estocolmo, Suecia y primer autor del nuevo estudio publicado en línea hoy (8 de diciembre de 2021) en La naturaleza.

Ubicado a unos 325 años luz de distancia en la constelación de Centauri, el sistema de dos estrellas b Centauri (también conocido como HIP 71865) tiene al menos seis veces la masa del Sol, por lo que es, con mucho, el mayor macizo alrededor del cual se ha confirmado un planeta. . Hasta ahora, ningún planeta ha sido visto alrededor de una estrella tres veces más masiva que el Sol.

La mayoría de las estrellas masivas también son muy calientes, y este sistema no es una excepción: su estrella principal es una estrella de tipo B que es más de tres veces más caliente que el Sol. Debido a su intensa temperatura, emite grandes cantidades de radiación ultravioleta y rayos X.

b Centauri y su planeta gigante b Centauri b

La impresión de este artista muestra un primer plano del planeta b Centauri b, que orbita un sistema binario con una masa al menos seis veces mayor que la del Sol. Es el sistema estelar más masivo y más caliente que alberga planetas hasta la fecha. El planeta es diez veces más masivo que Júpiter y orbita el sistema de dos estrellas 100 veces la distancia que Júpiter orbita alrededor del Sol. Crédito: ESO / L. Calçada

La gran masa y el calor de este tipo de estrellas tiene un fuerte impacto en el gas circundante, que debería oponerse a la formación de los planetas. En particular, cuanto más caliente es una estrella, más radiación de alta energía produce, lo que acelera la evaporación de la materia circundante. “Las estrellas de tipo B generalmente se consideran entornos bastante destructivos y peligrosos, por lo que se pensó que debería ser extremadamente difícil formar grandes planetas a su alrededor”, dice Janson.

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Pero el nuevo descubrimiento muestra que los planetas en realidad pueden formarse en sistemas estelares tan severos. «El planeta de b Centauri es un mundo extraterrestre en un entorno completamente diferente de lo que experimentamos aquí en la Tierra y en nuestro sistema solar», explica el coautor Gayathri Viswanath, estudiante de doctorado en la Universidad de Estocolmo. “Es un ambiente duro, dominado por radiación extrema, donde todo es a escala gigantesca: las estrellas son más grandes, el planeta es más grande, las distancias son mayores.

De hecho, el planeta descubierto, llamado b Centauri (AB) b o b Centauri b, también es extremo. Es 10 veces más masivo que Júpiter, lo que lo convierte en uno de los planetas más masivos jamás descubiertos. Además, se mueve alrededor del sistema estelar en una de las órbitas más amplias jamás descubiertas, a una distancia 100 veces mayor que la distancia entre Júpiter y el Sol. Esta gran distancia del par central de estrellas podría ser la clave para la supervivencia del planeta.

Estos resultados fueron posibles gracias al sofisticado instrumento de búsqueda de exoplanetas espectropolarimétricos de alto contraste (SPHERE) montado en el VLT de ESO en Chile. SPHERE ya ha obtenido imágenes de varios planetas que orbitan alrededor de estrellas distintas del Sol, incluida la primera imagen de dos planetas que orbitan una estrella similar al Sol.

Ubicación de B Centauri en la constelación de Centauri

Este gráfico muestra la ubicación del sistema Centauri, el par de estrellas más masivo y caliente que alberga planetas hasta la fecha. Este mapa muestra la mayoría de las estrellas visibles a simple vista en buenas condiciones y el sistema en sí está marcado con un círculo rojo. Crédito: ESO, IAU y Sky & Telescope

Sin embargo, SPHERE no fue el primer instrumento en obtener imágenes de este planeta. Como parte de su estudio, el equipo examinó los datos de archivo del sistema Centauri by descubrió que, de hecho, el telescopio de 3,6 m de l ‘ESO tomó imágenes del planeta hace más de 20 años, aunque no fue reconocido como un planeta en el tiempo. .

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Con el Extremely Large Telescope (ELT) de ESO listo para comenzar las observaciones a finales de esta década, y con las actualizaciones del VLT, los astrónomos pueden revelar más sobre la formación y las características de este planeta. “Será una tarea intrigante tratar de comprender cómo se pudo haber formado, lo cual es un misterio en este momento”, concluye Janson.

Referencia: «Un planeta gigante en órbita en el sistema binario de alta masa b Centauri» 8 de diciembre de 2021, La naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41586-021-04124-8

El equipo está formado por Markus Janson (Departamento de Astronomía, Universidad de Estocolmo, Suecia [SU]), Raffaele Gratton (Observatorio Astronómico INAF en Padua, Italia [INAF-Padova]), Laetitia Rodet (Centro de Astrofísica y Ciencias Planetarias de Cornell, Departamento de Astronomía, Universidad de Cornell, EE. UU.), Arthur Vigan (Universidad de Aix-Marseille, CNRS, CNES, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Francia [LAM]), Mickaël Bonnefoy (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Instituto de Ciencias Planetarias y Astrofísica, Francia [IPAG] y LAM), Philippe Delorme (IPAG), Eric E. Mamajek (Laboratorio de propulsión a chorro, Instituto de Tecnología de California, EE. UU. [JPL]), Sabine Reffert (Observatorio Estatal, Centro de Astronomía de la Universidad de Heidelberg, Alemania [ZAH]), Lukas Stock (ZAH e IPAG), Gabriel-Dominique Marleau (Instituto de Astronomía y Astrofísica, Universidad de Tübingen, Alemania; Instituto de Física, Universidad de Berna, Suiza [UNIBE]; Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Alemania), Maud Langlois (Centro de Investigación Astrofísica de Lyon [CRAL], CNRS, Université Lyon, Francia), Gaël Chauvin (Unidad Mixta Internacional Franco-Chilena de Astronomía, CNRS / INSU y Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago, Chile, e Instituto de Planetología y Astrofísica, Grenoble, Francia), Silvano Desidera (INAF-Padova), Simon Ringqvist (SU), Lucio Mayer (Centro de Física Teórica y Cosmología, Instituto de Ciencias Computacionales, Universidad de Zúrich, Suiza [CTAC]), Gayathri Viswanath (SU), Vito Squicciarini (INAF-Padua, Departamento de Física y Astronomía “Galileo Galilei”, Universidad de Padua, Italia), Michael R. Meyer (Departamento de Astronomía, Universidad de Michigan, Estados Unidos Unidos), Matthias Samland (SU y MPIA), Simon Petrus (IPAG), Ravit Helled (CTAC), Matthew A. Kenworthy (Observatorio de Leiden, Universidad de Leiden, Países Bajos), Sascha P. Quanz (ETH Zurich, Instituto de Física de Partículas y Astrofísica, Suiza [ETH Zurich]), Beth Biller (Scottish Universities Physics Alliance, Instituto de Astronomía, Real Observatorio, Universidad de Edimburgo, Reino Unido), Thomas Henning (MPIA), Dino Mesa (INAF-Padova), Natalia Engler (ETH Zurich), Joseph C. Carson ( College of Charleston, Departamento de Física y Astronomía, Estados Unidos).