El exoplaneta tiene ocho veces la masa de Júpiter y orbita a una distancia inusualmente grande de su estrella madre – más de 300 veces más lejos de lo que está la Tierra respecto al Sol.

Los astrónomos descubrieron el planeta en 2008 usando observaciones en luz visible de telescopios sobre la Tierra, tomando la primera fotografía directa de un mundo extrasolar. Pero en ese momento aún había una remota posibilidad de que sólo pareciera orbitar la estrella desde la perspectiva de la Tierra, debido a un afortunado alineamiento del objeto, la estrella y el observador.

“Nuestras nuevas observaciones descartan esta posibilidad de alineamiento, y por tanto confirman que el planeta y la estrella están relacionados entre sí”, dice el astrónomo David Lafreniere, que lidera el equipo de investigación que descubrió el planeta.

Las nuevas observaciones que confirman que el planeta orbita a su estrella madre están realizadas usando la tecnología de alta resolución de óptica adaptativa en el Observatorio Géminis. El observatorio es una colaboración internacional de dos telescopios idénticos de 8 metros situados en Mauna Kea, Hawai y Cerro Pachon en en norte de Chile.

Un planeta alrededor de una estrella joven

La estrella madre, que se estima que tiene una masa de aproximadamente el 85 por ciento del Sol, está situada aproximadamente a 500 años luz de distancia en un grupo de jóvenes estrellas conocidas como la Asociación Superior de Escorpión que se formaron hace unos 5 millones de años.

El planeta tiene una temperatura estimada de unos 1500 grados Celsius. Esto hace que el planeta esté mucho más caliente que Júpiter, el cual tiene una temperatura en la capa superior de nubes atmosféricas de aproximadamente menos 110 grados Celsius.

La edad relativamente joven del sistema – nuestro Sistema Solar tiene 4600 millones de años – explica la alta temperatura del planeta, de acuerdo con los investigadores.

La contracción del planeta bajo su propia gravedad durante su formación aumenta rápidamente su temperatura a miles de grados. Pero una vez termina esta fase de contracción, el planeta se enfriará lentamente emitiendo luz infrarroja. En miles de millones de años, el planeta alcanzará una temperatura mucho más similar a la de Júpiter.

La historia del descubrimiento de un planeta

Lafreniere y su equipo de investigación anunciaron por primera vez el descubrimiento del planeta en septiembre de 2008. En ese momento estaba en la Universidad de Toronto, pero ahora está en la Universidad de Montreal y el Centro para Investigación en Astrofísica de Quebec.

En 2008, los investigadores afirmaron que el descubrimiento también representaba la primera imagen de un planeta que orbita a una estrella similar al Sol. Otros astrónomos también han hecho afirmaciones similares, incluyendo el descubrimiento en 2004 de un objeto que podría ser un planeta o un tipo e estrella fallida conocida como enana marrón.

“Allá por 2008 lo que sabíamos con seguridad es que esto era un objeto joven de masa planetaria que se situaba cerca de una joven estrella similar al Sol”, dijo Lafreniere.

La gran proximidad de los dos objetos cósmicos parecía sugerir que estaban asociados entre sí, pero había una posibilidad – aunque improbable de que no estuviesen relacionados y sólo se hubiesen alineado en el cielo por casualidad. Uno de los objetos podría haber estado más cerca o más lejos en una distancia considerable. Por lo que se requerían más observaciones para confirmar el hallazgo cósmico.

Los resultados del estudio se publicarán en un próximo ejemplar de la revistaThe Astrophysical Journal.

El sistema, conocido como 1RXS J160929.1-210524 (o 1RXS 1609 para abreviar), dará a los científicos un ejemplo único de estudio, dado que su extrema separación de la estrella parece desafiar las teorías comunes de formación planetaria.

“La extraña posición de este mundo alienígena podría decirnos que la naturaleza tiene más de una forma de fabricar planetas”, dice el coautor del estudio Ray Jayawardhana de la Universidad de Toronto. “O, podría estar apuntando a una violenta juventud cuando los encuentros cercanos entre planetas recién nacidos lanzan a algunos hermanos fuera de las zonas internas”.

El equipo de astrónomos detectó inicialmente el exoplaneta usando el Observatorio Géminis en abril de 2008, lo cual hacia del mismo el primer planeta conocido en orbitar una estrella similar al Sol revelado por imagen directa. En esa época los investigadores obtuvieron también un espectro del planeta y fueron capaces de determinar muchas de sus características iniciales, las cuales se confirmaron en el nuevo estudio.

“En retrospectiva, ¡esto hace de nuestros datos iniciales el primer espectro de un exoplaneta confirmado!”, dice Lafreniere.

El espectro ilustra las características de absorción debidas al vapor de agua, monóxido de carbono e hidrógeno molecular en la atmósfera del planeta.

Otros planetas lejanos fotografiados

Éste no es el único exoplaneta en ser descubierto mediante imagen directa.

Desde que se observó inicialmente 1RXS 1609, se han encontrado además otros exoplanetas, incluyendo un sistema de tres planetas que orbitan alrededor de la estrella HR 8799. Este descubrimiento también se realizó usando el Observatorio Géminis.

La última confirmación de exoplanetas es única, no obstante, debido a que los planetas alrededor de HR 8799 giran mucho más cerca de su estrella madre.

El estudio de 1RXS 1609 también verificó que no hay otros planetas grandes (entre una y ocho veces la masa de Júpiter) en el sistema que estén más cerca a la estrella.

Observaciones futuras pueden revelar evidencias sobre el origen del extraño y alejado planeta. De hecho, en los próximos años, debería ser posible detectar una ligera diferencia en el movimiento del planeta y su estrella, debido a sus órbitas mutuas.

Esta diferencia, no obstante, será “muy pequeña”, dice el coautor del estudio Marten van Kerkwijk de la Universidad de Toronto, dado que el periodo orbital más rápido posible es de más de mil años.

Midiendo la velocidad del planeta

Pero, usando Géminis, es posible medir con precisión la velocidad del planeta en relación a su estrella madre.

Esto puede ayudar a los astrónomos a determinar si el planeta está siguiendo una órbita circular – como se esperaría si se formó lejos de su estrella – o si está en una órbita poco circular o incluso desligada. Esto último podría ser el caso si se formó más cerca de la estrella pero fue desplazado como resultado de un encuentro con otro exoplaneta, dicen los investigadores.

El sistema de óptica adaptativa de los telescopios Géminis fue crucial para hacer las observaciones de 1RXS 1609.

“Sin óptica adaptativa, simplemente habríamos sido incapaces de ver este planeta”, dice Lafreniere. “La atmósfera emborrona la imagen de una estrella tanto que se extiende y es mucho más brillante que la imagen de un tenue planeta a su alrededor, haciendo indetectable al planeta. La óptica adaptativa elimina esta borrosidad proporciona una mejor visión de objetos tenues muy cercanos a estrellas”.