«Fue un descubrimiento fortuito», declara Ben Sutlieff, coautor del estudio publicado hoy en The Astrophysical Journal Letters y astrónomo de la Universidad de Edimburgo (Reino Unido). «Inicialmente queríamos observar un planeta conocido del sistema, Beta Pictoris b, para ver cómo cambiaba con el tiempo», añade. Sin embargo, cuando el equipo fue a analizar sus imágenes, notaron que había algo más, separado de Beta Pictoris b, que les llevó por un camino completamente nuevo.
“Hay algo más ahí, ¿lo ves?”. Fueron las palabras que recuerda haber dicho Markus Bonse, astrónomo de ESO en Alemania y otro coautor del estudio, al analizar los datos. Para confirmar la naturaleza de su detección, el equipo revisó el archivo de ESO, un catálogo de observaciones pasadas realizadas con instalaciones de ESO. Encontraron un nuevo planeta, Beta Pictoris d, en múltiples imágenes que datan de hace hasta 11 años, incluyendo una en la que apenas era visible en comparación con el resplandor de su vecino Beta Pictoris b, de mayor tamaño. «Al parecer, el planeta d ha estado jugando al escondite con nosotros durante más de una década y ahora es cuando podemos decir: ¡te pill黑, confiesa Jayne Birkby, coautora del estudio y astrónoma en la Universidad de Oxford (Reino Unido).
El planeta recién descubierto, al igual que los otros dos del sistema, es un gigante gaseoso como Júpiter o Saturno. Sin embargo, Beta Pictoris d tiene una órbita mucho más amplia que los planetas Beta Pictoris b y Beta Pictoris c. Además, aunque los dos primeros planetas tienen cada uno una masa de unas diez veces la de Júpiter, el nuevo planeta es solo 2,4 veces más masivo que Júpiter, lo que lo convierte en uno de los más ligeros jamás fotografiados desde tierra. El planeta también es relativamente frío y, por tanto, extremadamente tenue en relación con su estrella anfitriona.
La imagen directa, donde la luz de un objeto se capta como en una fotografía, solo funciona con planetas lo suficientemente brillantes como para aparecer junto a sus estrellas anfitrionas, que son mucho más brillantes. Por tanto, tomar una imagen directa de un planeta tan tenue como Beta Pictoris d representa un logro significativo. «El nuevo planeta es 100 veces más tenue que Beta Pictoris b, el famoso planeta del mismo sistema, lo que lo convierte en el exoplaneta más tenue jamás fotografiado directamente desde la Tierra», explica Bonse.
Esta primera detección clara de Beta Pictoris d, que está a 63 años luz de nosotros, fue realizada con el instrumento ERIS, instalado en el VLT, por Sutlieff, Bonse y su equipo. Un equipo independiente liderado por Aidan Gibbs, de la Universidad de California (EE. UU.), también descubrió el mismo planeta utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), una instalación de las agencias espaciales de EE.UU., Europa y Canadá. Sus resultados también se publican hoy en The Astrophysical Journal Letters.
Para confirmar el descubrimiento de un planeta a partir de una detección, normalmente es necesario hacer observaciones de seguimiento. Sin embargo, este sistema había sido ampliamente estudiado, con varias imágenes almacenadas en los archivos científicos de ESO y JWST. «Para nuestra alegría, salió en observaciones anteriores hechas con el instrumento SPHERE«, declara Birkby, refiriéndose a otro instrumento instalado en el VLT que se usó anteriormente para observar el sistema Beta Pictoris. Ahora que el equipo sabía dónde buscar el posible nuevo planeta, «resulta que siempre estuvo escondido tras los datos”, como dice Birkby. El coautor Valentin Christiaens, investigador en CEA París-Saclay (Francia), añade: «La detección en los datos de archivo de SPHERE no solo es muy emocionante por sí sola, sino también porque sugiere que sigue habiendo tesoros ocultos en los archivos de instrumentos del VLT.»
Ahora, Beta Pictoris es el segundo sistema, después de HR 8799, donde se ha obtenido imagen directa de más de dos planetas. «Los sistemas con múltiples exoplanetas fotografiados directamente son los ‘santos griales’ de los descubrimientos, porque pueden enseñarnos mucho sobre cómo son diferentes exoplanetas en el mismo entorno de formación», señala Sutlieff [2]. Beta Pictoris d también aclara un misterio en su sistema planetario, ya que tiene exactamente la masa y posición adecuadas para explicar la forma particular del disco de escombros circundante, formado por los restos de la formación planetaria.
Haber descubierto Beta Pictoris d de esta manera impulsa que la comunidad astronómica se plantee la posibilidad de obtener un mayor número de imágenes directas de sistemas planetarios donde hayan podido permanecer, ocultos a simple vista, planetas tenues. Esto incluye el próximo ELT (Extremely Large Telescope) de ESO. «Parece que los planetas tienen amigos», declara Beth Biller, también coautora del artículo y astrónoma en la Universidad de Edimburgo, «muchos de los famosos sistemas de exoplanetas que conocemos a través de imágenes directas parecen tener múltiples planetas gigantes en el mismo sistema, y probablemente hay aún más planetas de menor masa ocultos en estos sistemas que podrían ser revelados con instrumentos instalados en el ELT.»