Utilizando la nave espacial TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la Nasa, dedicada a la búsqueda de exoplanetas, y la misión ASTEP (Antarctic Search for Transiting ExoPlanets) en la meseta antártica, los astrónomos descubrieron un sistema planetario raro y singularmente extraño. 

Los planetas extrasolares, o exoplanetas , que orbitan alrededor de la estrella TOI-201 tienen órbitas que cambian tan rápidamente que los astrónomos pueden observar los cambios en tiempo real. El comportamiento de este sistema, ubicado a unos 370 años luz de la Tierra, es algo que los científicos nunca habían visto antes. Los resultados del estudio fueron publicados en la revista especializada Science.

TOI-201 tiene 1,3 veces la masa del Sol y un diámetro 1,3 veces mayor que el de nuestra estrella. Entre los exoplanetas que orbitan a su alrededor se encuentra una supertierra rocosa con seis veces la masa de nuestro planeta, cuyo año dura tan solo 5,8 días terrestres. Sus planetas hermanos son un gigante gaseoso con la mitad de la masa de Júpiter , denominado TOI-201b, que completa una órbita cada 53 días, y otro gigante gaseoso con 16 veces la masa de Júpiter , que completa una órbita cada 2883 días (aproximadamente 7,9 años).

     

“La mayoría de los sistemas planetarios se ven como 'guisantes en una vaina', con planetas de tamaños similares y órbitas en el mismo plano”, explicó Amaury Triaud, miembro del equipo de la Universidad de Birmingham. “Este no es el caso del sistema TOI-201, que contiene tres objetos en órbita muy distintos entre sí, que interactúan gravitacionalmente”.

Los cambios en los sistemas planetarios y las órbitas no son exclusivos de TOI-201, pero estas transformaciones suelen ocurrir en escalas de tiempo de millones e incluso miles de millones de años.

TOI-201 es diferente debido a la órbita muy aplanada o elíptica e inclinada del planeta exterior, que ejerce una atracción gravitatoria sobre los planetas interiores. Esto provoca cambios en la orientación de las órbitas de los planetas interiores y en la sincronización de sus tránsitos, es decir, los momentos en que un planeta cruza directamente la órbita de su estrella. La situación es tan extrema que, en unos 200 años, los planetas ya no se alinearán frente a su estrella.

“En el sistema solar , casi todos los planetas son coplanares, pero aquí no es así y cada planeta es diferente”, afirmó Tristan Guillot, astrónomo del Observatorio de la Costa Azul. “Esto apunta a una reorganización orbital activa dentro del sistema, lo que nos permite vislumbrar lo que sucede poco después de la formación de un planeta”. Guillot es investigador principal del proyecto ASTEP, un observatorio en la Estación Concordia de la Antártida, que se encuentra sobre un glaciar de 3,2 kilómetros de profundidad en uno de los entornos más aislados del mundo y aprovecha las largas noches polares para observar otros sistemas planetarios. 

“El objetivo era caracterizar el sistema planetario TOI-201 para comprender no solo qué planetas lo componen, sino también cómo interactúan dinámicamente entre sí”, explicó Ismael Mireles, líder del equipo de investigación y candidato a doctorado en la Universidad de Nuevo México. “Esto ayuda a los científicos a comprender cómo se forman y evolucionan con el tiempo los sistemas planetarios como el nuestro”.

El telescopio TESS detectó un tránsito poco común del planeta exterior, mientras que telescopios de todo el mundo observaron cómo la gravedad de este objeto ejercía una fuerza sobre TOI-201. Posteriormente, los astrónomos notaron retrasos en el tránsito de TOI-201b.

“Normalmente, los planetas son como metrónomos, y cada tránsito frente a la estrella ocurre exactamente un período orbital después del anterior. Sin embargo, estábamos siguiendo a TOI-201b, y de repente el planeta comenzó a transitar con media hora de retraso”, dijo Triaud. “Este salto repentino fue muy sorprendente, e informamos de nuestras observaciones. Otros astrónomos de todo el mundo también notaron señales intrigantes, y trabajando juntos, el equipo pudo comenzar a comprender este sistema”.

Este descubrimiento fue posible gracias a la presencia de un telescopio en la Antártida. Si bien la logística es compleja, su ubicación única y el acceso a condiciones astronómicas óptimas son clave para el estudio de sistemas exoplanetarios con largos períodos orbitales como TOI-201.