Confirman la existencia de un planeta "rebelde" que orbita en sentido contrario entre dos soles

Recreación del sistema binario nu Octantis, donde el planeta gigante "rebelde" orbita alrededor de su estrella principal en sentido contrario al de la tenue estrella enana blanca compañera. Fuente: Universidad de Hong Kong (HKU)

Un equipo internacional de astrofísicos liderado por la Universidad de Hong Kong ha confirmado por primera vez la existencia de un planeta gigante que orbita en dirección opuesta a la estrella compañera de su sistema binario, según un estudio publicado en la revista ‘Nature’. La investigación, que analiza 18 años de observaciones realizadas desde Chile, resuelve un debate histórico al descubrir que el segundo sol es una enana blanca cuya evolución permitió la formación de este mundo.

Encontrar un planeta en un sistema de dos estrellas muy próximas es una rareza, pero hallar uno que además circule en dirección contraria a la órbita de esos soles desafía la astrofísica. Durante más de quince años, el sistema binario nu Octantis, situado a 73,5 años luz y formado por dos estrellas separadas por apenas 2,6 unidades astronómicas, ha desconcertado a los científicos. 

Los astrónomos sospechaban que alrededor de la estrella principal giraba un planeta gigante a mitad de camino entre ambos soles, pero las bases de datos se resistían a incluirlo porque la teoría establecía que el tirón gravitatorio de la segunda estrella habría impedido su nacimiento o lo habría expulsado del sistema, a menos que viajara en una improbable órbita retrógrada.

Ahora, el trabajo encabezado por los astrofísicos Ho Wan Cheng y Man Hoi Lee, de la Universidad de Hong Kong, junto a investigadores de universidades de Alemania, Bulgaria, Francia y Nueva Zelanda, ha despejado las dudas sobre este planeta "rebelde". 

"Nuestros nuevos datos de velocidad radial y las correspondientes soluciones orbitales estables confirman la realidad del planeta retrógrado en nu Octantis", afirman los autores en el estudio, donde además revelan que la estrella compañera es en realidad el cadáver de un sol extinguido, una enana blanca cuya violenta transformación explica el origen de este mundo.

18 años de rastreo

Para demostrarlo, el equipo escrutó el cielo con dos instrumentos de alta precisión desde el Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile. Recopilaron 213 nuevas mediciones con el espectrógrafo HARPS en La Silla y las sumaron a 1.437 registros previos del instrumento HERCULES, completando un seguimiento de 18 años sobre el balanceo gravitatorio del sistema. Tras aplicar modelos estadísticos para limpiar el ruido de la estrella principal, confirmaron que el planeta nu Octantis Ab tiene una masa equivalente a 2,19 veces la de Júpiter y tarda 402,4 días en completar su órbita. 

Las simulaciones demostraron que si el planeta girara en el mismo sentido que las estrellas (órbita prógrada), su trayectoria se destruiría en pocos años. Por el contrario, al viajar en sentido retrógrado, el 70% de los modelos mantiene su estabilidad durante al menos 2.000 millones de años.

La segunda prueba llegó al observar el sistema con el instrumento SPHERE, del Very Large Telescope (VLT), para identificar la segunda estrella, nu Octantis B, que posee 0,57 masas solares y orbita cada 1.050 días. Al comprobar que no emitía el brillo infrarrojo de una estrella común, demostraron que es una tenue enana blanca. 

Al reconstruir hacia atrás la historia del sistema, descubrieron que hace unos 2.000 millones de años aquella enana blanca era la estrella más grande del par, con 2,36 veces la masa del Sol, y la separación entre ambos astros era de solo 1,31 unidades astronómicas. 

Esa distancia coincide con la órbita actual del planeta y habría recortado cualquier disco de gas inicial a temperaturas demasiado altas para condensar un gigante gaseoso, demostrando que fue físicamente imposible que el planeta naciera al mismo tiempo que las estrellas.

Dos hipótesis sobre su origen

"El planeta retrógrado debe haberse originado a partir de una órbita circumbinaria o de un disco protoplanetario de segunda generación", explican los investigadores en ‘Nature’. Cuando la estrella original murió hace 2.000 millones de años, expulsó al espacio cerca de 1,8 masas solares de gas, de las cuales la estrella superviviente atrapó el equivalente a 0,2 soles. 

En este escenario, plantean dos hipótesis. La primera, apoyada en los modelos teóricos de astrofísicos como Hagai Perets, apunta a que sea un "planeta de segunda generación" nacido cientos de millones de años después que sus soles a partir de un nuevo disco de gas capturado del viento de la estrella moribunda que ya giraba al revés.

La segunda hipótesis, respaldada por hallazgos previos en ‘Science’ y ‘Nature Astronomy’, sugiere que el mundo orbitaba originalmente por fuera de ambas estrellas (a más de 12,7 unidades astronómicas), hasta que la pérdida de masa del sistema desestabilizó su órbita y lo lanzó hacia el interior en sentido contrario.

Aunque la enana blanca aún no ha podido fotografiarse directamente, los hallazgos en nu Octantis abren una ventana al futuro. Dentro de unos 5.000 millones de años, el Sol se hinchará y terminará convertido en una enana blanca. Comprobar por primera vez que la muerte de una estrella puede reciclar su materia para engendrar nuevos planetas o invertir por completo un sistema solar, transforma lo que sabemos sobre la evolución de los mundos en el universo.