Posible detección de un exoplaneta en otra galaxia

Izquierda: Imagen en rayos X y luz óptica de la galaxia M51. Derecha: Ilustración artística de un planeta orbitando la fuente de rayos X en el sistema M51-ULS-1. Crédito: Rayos X: NASA/CXC/SAO/R, DiStefano y colaboradores; Óptico: NASA/ESA/STScI/Grendler; Ilustración: NASA/CXC/M. Weiss.

Un equipo de astrónomos ha detectado evidencia de un posible candidato a planeta en la galaxia Messier 51 o M51 (también conocida como galaxia del Remolino), potencialmente representando lo que sería el primer planeta visto transitando una estrella fuera de la Vía Láctea, a 28 millones de años luz de distancia. Los investigadores usaron el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA para detectar la disminución del brillo en rayos X de una fuente binaria de rayos X, donde una estrella similar al Sol está en órbita alrededor de una estrella de neutrones o un agujero negro. Los autores del estudio interpretan esta disminución como un planeta que pasa frente a la estrella de neutrones o agujero negro.

En la imagen superior, un cuadro en el panel izquierdo marca la ubicación del posible candidato a planeta de la fuente binaria de rayos X conocida como M51-ULS-1. La imagen del panel derecho es una ilustración artística de la fuente binaria y el posible planeta. El material de la estrella compañera (ilustrada en color celeste), con una masa unas 20 veces la del Sol, es atraído hacia la estrella de neutrones o agujero negro que la orbita, formando un disco alrededor del objeto denso (color rojo y naranja). El material cerca del objeto es calentado a altas temperaturas, causando que brille en ratos X (color blanco). El planeta, con un tamaño estimado similar al de Saturno, es ilustrado pasando frente a esta fuente de rayos X.

Esquema de las posibles órbitas en el sistema M51-ULS-1. Crédito: NASA/CXC/M. Weiss.

La búsqueda de atenuación de la luz de estrellas cuando algo pasa por el frente es llamada como técnica del tránsito. Durante años, los científicos han descubierto exoplanetas usando tránsitos con telescopios ópticos, los que detectan el rango de luz que los humanos pueden ver con sus ojos. Esto incluye tanto telescopios terrestres como espaciales. Estas detecciones de tránsitos con luz óptica requieren muy altos niveles de sensibilidad debido a que el planeta es mucho más pequeño que la estrella frente a la que pasa y, por lo tanto, solo una pequeña fracción de la luz es bloqueada.

El escenario de un tránsito en un sistema binario de rayos X es diferente. Dado que un potencial planeta tendría un tamaño similar al de la fuente de ratos X alrededor de la estrella de neutrones o agujero negro, un planeta en tránsito pasando por la línea de visión de la Tierra podría bloquear temporalmente la mayoría o la totalidad de los rayos X. Esto hace que sea posible detectar tránsitos a distancias mayores –incluso fuera de la Vía Láctea– que los estudios en luz óptica actuales que usan tránsitos. En este caso, los rayos X de M51-ULS-1 disminuyeron temporalmente hasta cero durante las observaciones de Chandra.

Si bien es un estudio tentador, se necesitará más datos para confirmar el caso de un exoplaneta en M51. Un desafío es que la gran órbita del planeta candidato en M51-ULS-1 implica que no cruzaría nuevamente frente a su compañero binario por unos 70 años, frustrando por décadas cualquier intento de observaciones de confirmación. También existe la posibilidad de que la disminución de los rayos X se deba a una nube de gas pasando cerca de M51-ULS-1, aunque los investigadores creen que los datos favorecen fuertemente la explicación de un planeta.

El artículo “A possible planet candidate in an external galaxy detected through X-ray transit” fue publicado el 25 de octubre de 2021 en Nature Astronomy.

Fuente: Chandra X-ray Observatory