TOI-178: el extraño sistema planetario con cinco planetas en resonancia que desconcierta a los astrónomos

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TOI-178: el extraño sistema planetario con cinco planetas en resonancia que desconcierta a los astrónomos

Representación artística del sistema de seis planetas (uno en primer plano) de la estrella TOI-178. (ESO)

Un equipo de científicos ha encontrado un sistema planetario a 200 años luz con seis exoplanetas, cinco de los cuales “bailan” a un extraño compás. A pesar de ello, el tamaño y la masa de estos planetas no siguen un patrón tan ordenado. 

“Nos dimos cuenta de que había múltiples planetas en una configuración muy especial”, dice Adrien Leleu, de la Universidad de Ginebra y la Universidad de Berna (Suiza)

El estudio, resultado de la misión Cheops de la Agencia Espacial Europea (ESA), fue publicado en Astronomy & Astrophysics.

Resonancias

El sistema estudiado por los astrónomos recibe el nombre de TOI-178. Los autores han encontrado que cinco de los seis exoplanetas, todos menos el más cercano, orbitan su estrella anfitriona en resonancia. Esto ocurre cuando las órbitas de dos o más cuerpos se vinculan debido a una influencia gravitacional entre ellos. 

Uno de los ejemplos más cercanos es el caso de Plutón y Neptuno. Ambos cuerpos están en lo que se describe como una resonancia orbital 2:3. Es decir, por cada dos vueltas que Plutón da alrededor del Sol, Neptuno da tres.

Sin embargo, los cinco planetas de TOI-178 siguen una cadena de resonancia mucho más compleja, una de las más largas descubiertas hasta ahora en un sistema planetario. Para ponerlo en números, estos siguen una cadena de 18:9:6:4:3. Esto significa que mientras el segundo planeta (primero en la cadena de resonancia) completa 18 vueltas, el tercer planeta (segundo en la cadena) completa 9, el cuarto completa 6, y así sucesivamente.

Impresión artística de TOI-178. (ESA)

Densidades

En cuanto los autores vieron que los planetas estaban en resonancia, se preguntaron si sus densidades (masa y volumen) seguían algún patrón organizado. Desafortunadamente, a pesar de algunas observaciones, no encontraron ningún patrón en las densidades.

“No es lo que esperábamos, y es la primera vez que observamos una distribución así en un sistema planetario”, señala Leleu. “En los pocos sistemas que conocemos cuyos planetas orbitan en resonancia, la densidad va disminuyendo a medida que nos alejamos de la estrella, y eso es lo que esperábamos en teoría”. 

Esta variación en las densidades de los planetas podría explicarse si TOI-178 hubiera sido víctima de eventos catastróficos. No obstante, de ser así, el sistema no se encontraría en resonancia.

“Las órbitas de este sistema están muy bien ordenadas, lo que indica que ha evolucionado sin grandes sobresaltos desde su nacimiento”, explica Yann Alibert, de la Universidad de Berna y coautor del estudio. 

Además de la anterior interrogante, todavía queda otra más: ¿por qué el primer planeta no se encuentra en resonancia con los otros 5?. “También queremos averiguar qué pasó con el planeta más interno para que no esté en resonancia con los demás. Sospechamos que dejó de estarlo debido a las fuerzas de marea”, explicó Leleu.

Por el momento, los astrónomos seguirán utilizando los datos de la misión Cheops para observar cientos de exoplanetas más. Los estudios posteriores no solo ayudarán a comprender mejor la formación de exoplanetas, sino también la de nuestro sistema solar.

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