¿Hay troyanos en PDS 70?

• Título del artículo original: Tentative co-orbital submillimeter emission within the Lagrangian region L5 of the protoplanet PDS 70 b
• Autoría: Olga Balsalobre-Ruza, Itziar de Gregorio-Monsalvo, Jorge Lillo-Box, Nuria Huélamo, Álvaro Ribas, Myriam Benisty, Jaehan Bae, Stefano Facchini, Richard Teague
• Institución de la primera autora: Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA, Madrid, España
• Estado de la publicación: publicado en A&A, acceso abierto en arxiv.

Seguramente han oído hablar de los “troyanos” informáticos. Pero, ¿sabían que también en el universo hay troyanos? Es más, un estudio reciente sugiere que podrían existir en el sistema PDS 70. Acompáñenos en este astrobito para saber más sobre este asunto.

Del mito al Sistema Solar

De acuerdo con el mito, alrededor del 1100 o 1200 A.E.C. el ejército griego se encontraba sitiando la ciudad de Troya. Tras más de 10 años de asedio en los que no lograron su rendición, idearon una estrategia alternativa: fingir la retirada de sus ejércitos dejando un gran caballo de madera a las puertas de la ciudad. El pueblo de Troya, interpretando esto como un signo de su victoria, introdujo el enorme presente en la ciudad. Sin embargo, parte del ejército griego había permanecido escondido en el interior del caballo, y al caer la noche salieron y tomaron la ciudad. Este mito dio origen a la utilización del término “troyano” en la cultura popular, llegando incluso a la astronomía.

Todo comenzó cuando en el siglo XX se descubrieron asteroides compartiendo órbita con Júpiter, organizados en dos grupos que preceden y siguen al planeta en su recorrido en torno al Sol (Figura 1). A estos se les dieron nombres de personajes del mito de la guerra de Troya, y desde entonces el término “troyano” se utiliza en general para los asteroides que comparten órbita con un planeta. De hecho, a día de hoy conocemos troyanos de Marte y Urano ¡y hasta se han descubierto dos de la Tierra!

La clave está en que los asteroides troyanos quedan atrapados en posiciones de equilibrio estable de la órbita del planeta. Estas dos regiones se conocen como “puntos de equilibrio de Lagrange” (también llamados L4 y L5), y se encuentran a 60º de la línea que une el Sol con un planeta. Es decir: se sitúan un poco “antes” y “después” del planeta en su órbita alrededor del Sol. Estos puntos fueron predichos en 1772 de forma teórica por el matemático italiano Joseph-Louis Lagrange, aunque tuvieron que pasar más de 100 años para que se observasen los primeros ejemplos en el Sistema Solar.

Exo-troyanos: la batalla sigue fuera del Sistema Solar

El asunto es que si existen en el Sistema Solar, nada hace pensar que los troyanos no puedan existir también en otros sistemas planetarios. Esta es la búsqueda que motiva el proyecto “TROY” (“Troya”, en inglés), enfocado en el descubrimiento de exo-troyanos y la estimación de su tasa de ocurrencia. Y en este proyecto se enmarca el equipo investigador firmante del artículo de hoy, donde se anuncia el posible descubrimiento de troyanos en un protoplaneta confirmado.

Se trata del prolífico sistema asociado a la jovencísima estrella PDS 70, donde en los últimos años se ha encontrado no sólo un disco protoplanetario, sino también dos planetas en formación o “protoplanetas”, un disco circumplanetario donde podría estar formándose una exoluna, e incluso agua. De hecho, este estudio utiliza los mismos datos que permitieron anunciar el descubrimiento de la exoluna.

En este caso, el equipo re-analiza las observaciones obtenidas con ALMA (Chile) en 2019, siguiendo un tratamiento ligeramente distinto al de los estudios previos. Así identifican una “emisión co-orbital” a uno de los gigantes protoplanetas de este sistema, PDS 70b, que podría ser producida por partículas de polvo compartiendo órbita con el planeta. El equipo encuentra que la ubicación de esta emisión coincide con la posición teórica del punto de equilibrio L5 del protoplaneta, lo que sugiere que podría tratarse de una nube de exo-troyanos (Figura 2), o incluso un planeta rocoso en formación.

Paciencia, quedan tres años para obtener la confirmación definitiva

Este es el tercer anuncio de la detección de candidatos a exo-troyanos en un disco protoplanetario (los otros fueron en los discos de los sistemas HD 163296 y LkCa 15). Sin embargo, de confirmarse el resultado, se trataría de la primera detección de exo-troyanos asociados a un protoplaneta confirmado. Además, permitiría arrojar un poco de luz sobre el origen de estos objetos, apoyando la hipótesis de que pueden crearse como consecuencia de la formación planetaria, sin necesidad de ser “atrapados” posteriormente por el planeta.

En cualquier caso, el equipo aclara que se necesitaría confirmación de este resultado, dado que se basa en una imagen “fija” del sistema. En concreto, proponen observar nuevamente el sistema PDS 70 para confirmar si tanto el protoplaneta como la posible nube de exo-troyanos se han desplazado siguiendo la misma órbita. Sin embargo, estas nuevas observaciones no se podrían realizar hasta 2026, cuando calculan que el movimiento habrá sido el suficiente como para que la resolución espacial de las observaciones permita distinguir un desplazamiento considerable respecto a las observaciones de 2019. ¡Estaremos pendientes de la confirmación!