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Una nueva investigación encabezada por el Centro de Astrobiología en Madrid (CAB, INTA-CSIC) ha revisado un estudio anterior de la NASA que pensaba haber descubierto, por el solo método de los tránsitos, un exoplaneta orbitando alrededor de la estrella K2-399.
Con observaciones más completas, incluyendo las tomadas desde Calar Alto con CARMENES, el nuevo estudio concluye que los tránsitos detectados, esos mini-eclipses, no se deben a un planeta si no a una pareja de estrellas enanas rojas orbitando K2-399, eclipsándose entre sí hasta imitar a la perfección un tránsito exoplanetario típico. Este caso nos recuerda que la revisión con nuevos datos, y corrección donde proceda de resultados anteriores, es la base del método científico.
Esquema del sistema K2-399, con una estrella principal como nuestro Sol alrededor de la cual orbita una pareja de estrellas enanas frías (rojas) de tipo M que se eclipsan la una a la otra.
Ilustración de un exoplaneta con una atmósfera evaporada por la radiación de su estrella. Crédito: NASA/JPL-Caltech
En febrero del 2018, el telescopio espacial TESS lanzado por la agencia espacial NASA observó que la estrella K2-399 disminuía su brillo durante poco más de hora y media, recuperándolo tras ese lapso de tiempo. Dieciocho horas más tarde, se repetía el mismo efecto: la estrella volvía a apagarse ligeramente para poco después recuperar su brillo. Todo esto aparentaba a un tránsito planetario: el planeta, un cuerpo oscuro y sin luz propia, al pasar por delante de su estrella desde nuestro punto de vista, bloquea parte de su luz haciendo que parezca menos brillante. Al dar una vuelta completa en su órbita y volver a la misma posición, el fenómeno se repite, como unos mini-eclipses periódicos. Y así continuará durante la vida de ese sistema planetario.
Los tránsitos de K2-399, una estrella parecida a nuestro Sol, fueron analizados por un grupo de investigadores del Instituto de Ciencias Exoplanetarias de la NASA (NASA Exoplanet Science Institute, NExSCI) en el Instituto Tecnológico de California (Caltech). En su análisis, los investigadores concluyeron que esos tránsitos debían provenir, efectivamente, de un planeta. En su trabajo, descartaron otras posibilidades que también podrían haber provocado que la estrella se apagase… o pareciera apagarse.
Sin embargo, como no vemos el planeta en sí mismo sino sus efectos indirectos (la disminución de la luz al pasar por delate de su estrella), la naturaleza nos puede estar engañando con otros fenómenos que producirían ese mismo efecto. Por ejemplo, podemos imaginar una estrella como el Sol alineada casi perfectamente en nuestro cielo con un par de estrellas muy débiles que se eclipsan entre sí. En ese caso, y como no podemos ver las estrellas individualmente, veríamos un pequeño eclipse que nos podría parecer que proviene de un planeta alrededor de la estrella K2-399.
Lo que hicieron los investigadores del NExSCI fue descartar estadísiticamente cualquier otro escenario que no fuera el de un planeta y llegaron a la conclusión de que la probabilidad de que la señal fuera debida a un planeta era de más del 99.9995%. Así que dieron el planeta por confirmado y lo publicaron en la revista The Astronomical Journal.
Pero ese supuesto exoplaneta no era uno cualquiera. Sus características lo hacían extremadamente interesante: era un tipo de planeta muy exótico, lo que conocemos como un “Neptuno caliente”.
Efectivamente, conocemos decenas de planetas como Júpiter (más grandes que Neptuno) que orbitan muy cerca de sus estrellas, con años que duran pocos días. También conocemos planetas rocosos como el nuestro (más pequeño que Neptuno) que orbitan también así de cerca de sus estrellas. Sin embargo, hay un desierto de planetas como Saturno o Neptuno tan cerca de sus estrellas progenitoras. Es lo que llamamos “el desierto de Neptunos”. Su porqué, su origen, no lo conocemos todavía con exactitud, pero el hecho de que exista nos da mucha información sobre cómo se forman los planetas y qué procesos sufren durante su vida. En particular, cómo sus atmósferas son volatilizadas (o evaporadas) cuando se acercan tanto a sus estrellas progenitoras.
Sin embargo, K2-399 b estaba ahí en medio, vagando por el desierto de Neptunos, sin inmutarse de la altísima radiación de su estrella que le debería haber evaporado toda su atmósfera. ¿Cómo había conseguido K2-399b mantenerse firme y retener su envoltura de gas? Era un verdadero misterio para el que varios grupos de investigadores se habían lanzado a solicitar tiempo de observación en telescopios e instrumentos de última generación, tanto terrestres como espaciales.
Un equipo de investigación encabezado por Jorge Lillo-Box, del Centro de Astrobiología (INTA-CSIC) en Madrid, se dió cuenta de que, a pesar de ser un planeta para el que podríamos medir muy bien su masa, nadie parecía haber podido obtenerla. Así, solicitaron tiempo de observación en el instrumento CARMENES, en el telescopio de 3.5 metros de Calar Alto. Las observaciones produjeron resultados muy extraños, que no parecían coincidir con la presencia de un planeta en el sistema.
Así que preguntaron a otros colegas tanto de Estados Unidos como de Italia e Inglaterra, que también habían obtenido datos pero nunca los habían publicado. Al juntar todos los datos, la realidad surgió rápidamente: K2-399b no era un planeta sino un sistema estelar triple. Tres estrellas cuya configuración mimetizaba a la perfección la de un planeta.
En realidad, se trataba de una estrella como el Sol (aunque algo más caliente) alrededor de la que orbitan, con un periodo muy largo, dos estrellas muy frías y muy juntas la una de la otra, con un periodo de pocos días. Esas dos estrellas frías se eclipsan la una a la otra, produciendo los tránsitos que observó la misión TESS: no corresponden a un tránsito de exoplaneta pero a un par de estrellas enanas rojas eclipsándose entre sí mientras orbitan con un largo periodo (más de dos años) alrededor de la estrella principal, el sol del sistema triple.
Jesús Aceituno, coautor del estudio y director del observatorio de Calar Alto, estima que “los espectros de CARMENES han sido fundamentales para revisar el caso intrigante de K2-399 y demuestran lo importante de completar los datos tomados por telescopios espaciales con otros tomados desde observatorios terrestres, como Calar Alto, figura de proa de la astronomía observacional en el Viejo continente.”
Jorge Lillo-Box, primer autor del artículo por publicar en la revista Astronomy & Astrophysics, enfatiza que el caso de K2-399b “no es una historia de fracaso, sino de reafirmación y transparencia de la Ciencia y del método científico. Los resultados científicos no son inmutables. Y en ello recae, precisamente, la belleza y la fiabilidad de la Ciencia. Son muchos los ejemplos a lo largo de la historia de teorías científicas refutadas por nuevas observaciones o nuevas evidencias. Y no pasa nada, porque la ciencia está hecha por individuos y basada en los datos y las evidencias que se tienen en el momento de hacer cada descubrimiento.”
PUBLICACIONES
Lillo-Box et al. 2024, accepted by Astronomy & Astrophysics
CONTACTO
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Jorge Lillo-Box
Observatorio de Calar Alto
Jesús Aceituno
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