El candidato se encuentra en la galaxia Messier 51, a 28 millones de años luz, y puede tener el tamaño de Saturno
Se encuentra a 28 millones de años luz, en Messier 51 (M51), también llamada galaxia Remolino por su perfil característico, y puede ser el primer planeta descubierto fuera de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Del tamaño de Saturno, ha sido detectado por un equipo de astrónomos del Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian (CfA) en Cambridge, Massachusetts (EE.UU.), y aunque su existencia aún debe ser confirmada, el método de rastreo empleado por los científicos, en longitudes de onda de rayos X, abre una nueva ventana para buscar mundos a mayores distancias que nunca.
Hasta ahora, los astrónomos han hallado unos 4.000 exoplanetas, como se denomina a los que se sitúan fuera de nuestro Sistema Solar. Pero todos ellos se encuentran en nuestra galaxia, casi todos a menos de unos 3.000 años luz de la Tierra. El posible exoplaneta en M51 estaría miles de veces más lejos que los de la Vía Láctea.
«Estamos tratando de abrir un campo completamente nuevo para encontrar otros mundos mediante la búsqueda de candidatos a planetas en longitudes de onda de rayos X, una estrategia que hace posible descubrirlos en otras galaxias», afirma Rosanne Di Stefano, del CfA, líder del estudio que publica 'Nature Astronomy'.
El tamaño de Saturno
Este nuevo resultado se basa en tránsitos, eventos en los que el paso de un planeta frente a una estrella bloquea parte de la luz de la misma. Los astrónomos que utilizan telescopios terrestres y espaciales, como los de las misiones Kepler y TESS de la NASA, buscan caídas en la luz óptica, la radiación electromagnética que los humanos pueden ver, lo que ha permitido el descubrimiento de miles de planetas.
En cambio, Di Stefano y sus colegas, buscaron descensos en el brillo de los rayos X recibidos de sistemas binarios compuestos por una estrella de neutrones o un agujero negro que extrae gas de una estrella compañera que orbita cerca. El material cercano a la estrella de neutrones o al agujero negro se sobrecalienta y brilla en rayos X.
Según explican los investigadores, debido a que la región que produce rayos X brillantes es pequeña, un planeta que pase frente a ella podría bloquear la mayoría o la totalidad de los rayos X, haciendo que el tránsito sea más fácil de detectar porque los rayos X pueden desaparecer por completo. Esto podría permitir la detección de exoplanetas a distancias mucho mayores que los estudios de tránsito de luz óptica actuales, que detectan pequeñas disminuciones de luz porque el planeta solo bloquea una pequeña fracción de la estrella.
El equipo utilizó este método para detectar el candidato a exoplaneta en un sistema binario llamado M51-ULS-1, ubicado en M51. Este sistema binario contiene un agujero negro o una estrella de neutrones que orbita una estrella compañera con una masa aproximadamente 20 veces mayor que la del Sol. El tránsito de rayos X que encontraron usando los datos del telescopio espacial Chandra duró aproximadamente tres horas, durante las cuales la emisión de rayos X disminuyó a cero. Con base a esta y otra información, los investigadores estiman que el exoplaneta candidato en M51-ULS-1 sería aproximadamente del tamaño de Saturno y orbitaría la estrella de neutrones o el agujero negro a aproximadamente el doble de la distancia de Saturno al Sol.
Un segundo tránsito en 70 años
Los autores reconocen que necesitarían más datos para verificar que realmente se trata del primer exoplaneta extragaláctico. Un desafío es que la gran órbita del planeta candidato implica que no volverá a cruzar frente al sistema binario durante unos 70 años, frustrando cualquier intento de una observación confirmatoria durante décadas.
«Desafortunadamente, para confirmar que estamos viendo un planeta, probablemente tendríamos que esperar décadas para ver otro tránsito», reconoce Nia Imara, de la Universidad de California en Santa Cruz y coautora del estudio. «Y debido a las incertidumbres sobre cuánto tiempo se tarda en orbitar, no sabríamos exactamente cuándo mirar», agrega.
En cuanto a otras posibles explicaciones, los investigadores consideran poco probable que lo que han visto sea simplemente una nube de gas y polvo que pasa frente a la fuente de rayos X, ya que las características del evento son muy diferentes.
«Sabemos que estamos haciendo una afirmación emocionante y audaz, por lo que esperamos que otros astrónomos la examinen con mucho cuidado», dice Julia Berndtsson, de la Universidad de Princeton en Nueva Jersey y también coautora del artículo. «Creemos que tenemos un argumento sólido y así es como funciona la ciencia», señala.
Pasado violento, futuro peligroso
Si existe un planeta en este sistema, los investigadores creen que es probable que haya tenido una historia tumultuosa y un pasado violento. Un exoplaneta del sistema habría tenido que sobrevivir a una explosión de supernova que creó la estrella de neutrones o el agujero negro. El futuro también puede ser peligroso. En algún momento, la estrella compañera también podría explotar como una supernova y hacer estallar el planeta una vez más con niveles extremadamente altos de radiación.
Di Stefano y sus colegas buscaron tránsitos de rayos X en tres galaxias más allá de la Vía Láctea, utilizando tanto Chandra como el XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea (ESA). Su búsqueda cubrió 55 sistemas en M51, 64 sistemas en Messier 101 (la galaxia del Molinete) y 119 sistemas en Messier 104 (la galaxia del Sombrero), pero solo encontraron un candidato a exoplaneta.
Los autores buscarán en los archivos de Chandra y XMM-Newton más candidatos en otras galaxias. Se encuentran disponibles importantes conjuntos de datos de Chandra para al menos 20 galaxias, incluidas algunas como M31 y M33 que están mucho más cerca que M51, lo que permite detectar tránsitos más cortos. Otra interesante línea de investigación es la búsqueda de tránsitos de rayos X en fuentes de la Vía Láctea para descubrir nuevos planetas cercanos en entornos inusuales.
