Tierra a la vista: un exoplaneta en la estrella más cercana al Sol

Representación artística de un exoplaneta en una estrella de tipo solar. Crédito: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI).

Artículos en los que se basa este astrobito: “Worlds Next Door: A Candidate Giant Planet Imaged in the Habitable Zone of α Cen A. I. Observations, Orbital and Physical Properties, and Exozodi Upper Limits” y “Worlds Next Door: A Candidate Giant Planet Imaged in the Habitable Zone of α Cen A. II. Binary Star Modeling, Planet and Exozodi Search, and Sensitivity Analysis”

Autoría: 

-Primer artículo: Charles Beichman, Aniket Sanghi, Dimitri Mawet, Pierre Kervella, Kevin Wagner, Billy Quarles, Jack J. Lissauer, Max Sommer, Mark Wyatt, Nicolas Godoy, William O. Balmer, Laurent Pueyo, Jorge Llop-Sayson, Jonathan Aguilar, Rachel Akeson, Ruslan Belikov, Anthony Boccaletti, Elodie Choquet, Edward Fomalont, Thomas Henning, Dean Hines, Renyu Hu, Pierre-Olivier Lagage, Jarron Leisenring, James Mang, Michael Ressler, Eugene Serabyn, Pascal Tremblin, Marie Ygouf, and Mantas Zilinskas

-Segundo artículo: Aniket Sanghi, Charles Beichman, Dimitri Mawet, William O. Balmer, Nicolas Godoy, Laurent Pueyo, Anthony Boccaletti, Max Sommer, Alexis Bidot, Elodie Choquet, Pierre Kervella, Pierre-Olivier Lagage, Jarron Leisenring, Jorge Llop-Sayson, Michael Ressler, Kevin Wagner, and Mark Wyatt

Institución del primer autor: NASA Exoplanet Science Institute, Infrared Processing and Analysis Center, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA

Estado de la publicación: publicado en “The Astrophysical Journal Letters”, vol. 989, L22 y L23.

El sistema solar Alfa Centauri

Las dimensiones de la Vía Láctea, nuestra galaxia, son difíciles de visualizar con nuestras referencias cotidianas. Las distancias que manejamos en nuestro día a día, que acostumbramos a medir en metros o kilómetros, no tienen nada que ver con las distancias entre objetos celestes. Por ejemplo, el sistema solar más cercano al nuestro, Alfa Centauri, se encuentra a 4.3 años luz de nosotros, lo que correspondería a dar 1000 millones de vueltas a la Tierra (Figura 1). 

Figura 1: Imagen del sistema estelar múltiple Alfa Centauri, donde Alfa Centauri A y B son las estrellas más brillantes de la imagen, y Próxima Centauri se resalta con el círculo rojo. Fuente: Wikipedia; CC BY-SA 3.0.

Alfa Centauri es precisamente el protagonista de este artículo. Este sistema, que a simple vista  parece una única estrella, es en realidad un sistema triple, conformado por tres estrellas que orbitan las unas alrededor de las otras. Estas son, Alfa Centauri A, Alfa Centauri B, dos estrellas similares al Sol con una órbita de unos 80 años; y probablemente la más conocida de todas, Próxima Centauri, que orbita alrededor de sus dos compañeras con una órbita más lenta. La gan ventaja de este sistema de estrellas es que, gracias a la “pequeña” distancia que nos separa de él, son las perfectas candidatas para buscar exoplanetas (planetas fuera de nuestro sistema solar) orbitando a su alrededor.

Buscando planetas

Este sistema de estrellas ha vuelta a ser noticia recientemente en la comunidad científica precisamente gracias a la evidencia de un planeta gigante orbitando alrededor de este sistema estelar. En 2019, un equipo investigador observó este sistema con el Very Large Telescope utilizando la técnica de la coronografía, consistente en tapar la luz de la estrella observada con una máscara, lo que es posible gracias a la cercanía de Alfa Centauri, y observaron una señal a su alrededor que podía ser consistente con la presencia de un planeta. Sin embargo, estas observaciones no fueron suficientes para confirmar su existencia.

No fue hasta 2024 y 2025 que se volvieron a obtener indicios la existencia de este exoplaneta. Gracias al lanzamiento del Telescopio Espacial James Webb (JWST por sus siglas en inglés), el equipo investigador responsable de este descubrimiento observó de nuevo el sistema Alfa Centauri utilizando el instrumento MIRI a bordo del satélite. Sin embargo, estas observaciones no estaban exentas de dificultades. Debido a la proximidad de este sistema estelar, su brillo es capaz de saturar por completo los detectores del JWST, tapando por completo la señal del propio planeta. Por lo tanto, las observaciones con el JWST tuvieron que ser cuidadosamente planeadas para mantener las estrellas cubiertas por la máscara de coronografía (ver Figura 2), teniendo en cuenta:

1. el movimiento relativo de nuestro Sol y Sistema Solar con respecto a Alfa Centauri,
2. el movimiento del JWST con respecto al Sol y,
3. el movimiento de las estrellas Alfa Centauri A, B y Próxima Centauri. 

Esta estrategia resultó en dos valiosas observaciones a mediados de 2024 y en abril de 2025, donde se detectó un punto brillante en la zona de habitabilidad del Alfa Centauri. Esto permitió al equipo investigador responsable de este reforzar la posibilidad de la existencia de este exoplaneta y descartar que la señal proviniese de alguna estrella lejana o algún efecto instrumental, dando lugar a la serie de dos artículos científicos que presentamos hoy.

Figura 2: Observación del JWST con el método de la coronografía. Alfa Centauri B es la estrella marcada en la parte superior de la imagen, y Alfa Centauri A se encuentra en la parte inferior, tapada por la máscara coronográfica. La señal del exoplaneta candidato es visible en la observación de agosto de 2024, resaltada con un círculo blanco. Crédito: Figura 2 del primer artículo.

Exoplanetas en Alfa Centauri?

Las observaciones de 2024 revelaron una señal en la proximidad de la estrella, compatible con la detectada previamente por el Very Large Telescope. Durante los siguientes meses, esta señal desapareció, reapareciendo solamente en la observación realizada en 2025. Debido a las características de este sistema solar, las órbitas en las que un posible exoplaneta se podría encontrar en Alfa Centauri estarían relativamente cerca de la estrella, lo que llevó al equipo científico a estimar una órbita de unos 2 a 3 años. Además, este hecho haría que este candidato a exoplaneta se encontrase en la zona de habitabilidad de Alfa Centauri. 

Gracias a los datos del JWST y el Very Large Array, también fue posible determinar las potenciales características del planeta, que tendría una temperatura de unos 225 grados Kelvin, un tamaño similar al de Júpiter y una masa de entre 90 y 150 veces la masa de la Tierra (ver Figura 3). Si la naturaleza de este exoplaneta es confirmada, se trataría por lo tanto del único planeta gigante frío descubierto hasta la fecha orbitando en la zona de habitabilidad de su estrella. Por lo tanto, aunque todavía se considera a este objeto como exoplaneta candidato, en caso de ser confirmado como tal, se convertiría en un planeta crucial para entender mejor la formación, evolución y composición de los planetas gigantes, y en particular de planetas que se encuentren en sistemas solares múltiples como el caso de Alfa Centauri.

Figura 3: Masas y radios estimados a través del método de tránsitos para exoplanetas más fríos que 750 K. Las propiedades de exoplaneta candidato de Alfa Centauri se muestran con los marcadores cuadrados y triangulares sin relleno, mientras que Saturno y Júpiter se muestran por comparación los los triángulos sólidos. Crédito: Figura 16 del primer artículo.