Una nueva investigación, publicada hoy, utiliza datos recopilados por la nave espacial Gaia de la ESA para confirmar la existencia de dos misteriosos objetos celestes. Gaia-4b, un exoplaneta "super-Júpiter" y Gaia-5b, una enana marrón. Estos objetos masivos orbitan inesperadamente alrededor de estrellas de baja masa.

Gaia-4b es un planeta que orbita alrededor de la estrella Gaia-4, que hasta ahora no había pasado desapercibida, a unos 244 años luz de distancia. Gaia-5b orbita la estrella Gaia-5, a unos 134 años luz de la Tierra. Estos dos objetos recién descubiertos están cerca, en nuestro propio vecindario galáctico. Su existencia desafía las teorías actuales sobre la formación de planetas, y la misión en curso de Gaia proporcionará datos valiosos para ayudarnos a comprender estos intrigantes objetos.

"Gaia-4b es unas doce veces más masivo que Júpiter. Con un período orbital de 570 días, es un planeta gigante gaseoso relativamente frío", explica el primer autor Guðmundur Stefánsson de la Universidad de Ámsterdam, Países Bajos, y primer autor del nuevo estudio.

"Con una masa de alrededor de 21 veces la de Júpiter, Gaia-5b es una enana marrón, más masiva que un planeta pero demasiado ligera para sostener la fusión nuclear para ser una estrella", añade Guðmundur.

Desde su lanzamiento en 2013, la nave espacial Gaia de la ESA ha estado construyendo el mapa tridimensional más grande y preciso de nuestra galaxia. Girando lentamente, escaneó el cielo con dos telescopios ópticos, señalando repetidamente las posiciones de dos mil millones de objetos con una precisión sin precedentes, hasta el final de sus observaciones científicas el 15 de enero de 2025. Debido a que Gaia siguió con precisión el movimiento de las estrellas (una técnica conocida como astrometría), se espera que se descubran miles de nuevos objetos en sus datos.

Un planeta en órbita alrededor de una estrella crea un pequeño "tirón" gravitacional que hace que la estrella "se tambalee" alrededor de su centro de masa y se desplace en un movimiento similar al de un sacacorchos a través del cielo. Los objetos más fáciles de descubrir mediante astrometría son masivos y en órbitas distantes alrededor de su estrella madre. Anteriormente, otros telescopios confirmaron la existencia de algunas enanas marrones masivas que observaron su débil brillo junto a estrellas brillantes para las que Gaia había detectado tal tambaleo.

Esto contrasta con el método de tránsito, que detecta planetas cuando pasan frente a su estrella y es más probable que encuentre planetas en una órbita cercana. Y aunque detectar un bamboleo sugiere que una estrella podría tener un planeta, existen otras causas potenciales (como sistemas estelares binarios), por lo que los descubrimientos astrométricos deben confirmarse utilizando otros métodos.

“Gaia estuvo escaneando repetidamente estas estrellas, construyendo una imagen cada vez más detallada con el tiempo”, dice Guðmundur. “En 2022, Gaia Data Release 3 incluyó una lista de estrellas que parecen estar moviéndose como si fueran atraídas por un exoplaneta. Usando datos espectroscópicos terrestres y la técnica de velocidad radial para investigar estas estrellas, confirmamos nuestro primer planeta y nuestra primera enana marrón”.

La combinación de datos astrométricos y de velocidad radial permite a los astrónomos encontrar todos los detalles orbitales y la masa del objeto en órbita, ofreciendo una oportunidad única para crear visualizaciones tridimensionales.

“Alrededor del 75% de las estrellas de la Vía Láctea son estrellas de baja masa, con masas de entre aproximadamente el 10% y el 60-65% de la masa del Sol. “Como son tan numerosas, también son nuestras estrellas vecinas más cercanas”, explica Guðmundur. “Se sabe que los planetas masivos alrededor de estrellas de baja masa son relativamente raros, pero cuando aparecen, provocan un bamboleo mayor y, por lo tanto, una firma astrométrica más fuerte que es más fácil de detectar”.

Un Tesoro Para los Cazadores de Planetas

Mientras que las misiones Gaia e Hipparcos descubrieron un exoplaneta anteriormente en tándem, la presencia de Gaia-4b fue revelada solo por los datos de Gaia.

Cuando se publique el siguiente lote de datos de Gaia en 2026, contendrá 5,5 años de datos de la misión que podrían descubrir no cientos, si no miles, de planetas y enanas marrones alrededor de estrellas cercanas. Eso nos dará nuevos conocimientos sobre cómo se forman estos diferentes objetos, y Gaia está allanando el camino para una nueva era de descubrimiento astrométrico, conduciendo a una comprensión más profunda de los diversos sistemas planetarios que pueblan nuestra galaxia.

Matthew Standing, investigador de la ESA, es un experto en exoplanetas. “Este descubrimiento es la punta del iceberg de los descubrimientos de exoplanetas que podemos esperar de Gaia en el futuro”, explica. “El descubrimiento de Gaia-4b es un avance importante en el uso de la astrometría de Gaia para la detección de exoplanetas, que complementa los otros métodos de detección de exoplanetas utilizados por Cheops de la ESA y la próxima misión Plato”.

"Gaia ya había visto señales reveladoras de exoplanetas conocidos anteriormente, pero esta vez ha revelado un mundo extrasolar completamente nuevo", afirma Johannes Sahlmann, científico del proyecto Gaia en la ESA. "El descubrimiento de Gaia-4b muestra cómo las mediciones detalladas de Gaia complementan las técnicas de descubrimiento de exoplanetas establecidas y ofrecen nuevas oportunidades para la investigación de exoplanetas. La próxima cuarta publicación de datos de Gaia será un tesoro para los cazadores de planetas".