Hoy se conocen más de 6.000 planetas fuera del sistema solar, y casi todos se descubrieron gracias a la luz: la que bloquean al pasar frente a su estrella o la que delata el pequeño bamboleo que provocan en ella. Pero hay lugares donde ese método casi no funciona. Uno de ellos son los sistemas formados por dos enanas blancas, los restos apagados y ultradensos de estrellas como el Sol, que giran una alrededor de la otra a gran velocidad.
Dos estudios publicados el 10 de noviembre en The Astrophysical Journal proponen una alternativa: buscar esos planetas a través de las ondas gravitacionales. El primer trabajo, firmado por Casey McGrath, del programa posdoctoral de la Universidad de Maryland, Condado de Baltimore (UMBC) y del Centro Goddard de la NASA, explica cómo funcionaría el método. El segundo, del que también participan Scott Noble, de la NASA, y Mary Anne Limbach, de la Universidad de Michigan, plantea cómo confirmar esos planetas con el telescopio espacial James Webb.
Ondas en el espacio-tiempo
Las ondas gravitacionales son ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo que se producen cuando objetos muy masivos se aceleran, por ejemplo al orbitar uno alrededor del otro. Albert Einstein las predijo hace más de un siglo, pero recién en 2015 el observatorio LIGO logró detectarlas por primera vez, a partir de la fusión de dos agujeros negros.
LIGO y sus pares en tierra captan ondas de alta frecuencia, producidas en los últimos instantes de esos choques. Para escuchar ondas más lentas hace falta ir al espacio. Esa es la misión de LISA (Antena Espacial de Interferometría Láser), un proyecto liderado por la Agencia Espacial Europea con participación de la NASA, cuyo lanzamiento está previsto para mediados de la década de 2030. Estará formada por tres naves dispuestas en un triángulo de 2,5 millones de kilómetros de lado, que seguirán a la Tierra en su órbita alrededor del Sol.
Un planeta que deja huella en la señal
Se estima que en la Vía Láctea hay unos 10 millones de pares de enanas blancas que completan una órbita en menos de una hora, y serán la fuente más común de ondas gravitacionales para LISA. Se espera que la misión logre identificar unos 10.000 de esos sistemas de forma individual.
La propuesta parte de una idea simple. Si un planeta orbita a ese par de estrellas, su gravedad las hará moverse ligeramente hacia adelante y hacia atrás. Ese vaivén modifica de forma muy sutil la señal de ondas gravitacionales que llega a la Tierra. En los datos, el planeta aparecería como pequeñas señales secundarias, a frecuencias un poco más altas y un poco más bajas que la señal principal.
«Si un exoplaneta también orbita en uno de estos sistemas, su presencia queda impresa en la señal de ondas gravitacionales», explicó McGrath. Según el estudio, LISA podría detectar planetas del tamaño de Júpiter a miles de años luz de distancia. Planetas más pequeños solo serían detectables en condiciones ideales.
La idea no es completamente nueva. El astrónomo japonés Naoki Seto la planteó por primera vez en 2008. Lo que aportan estos trabajos es un análisis detallado de qué tipos de planetas podría encontrar LISA y cómo verificarlos.
El Webb como verificador
Detectar una señal no basta: hay que asegurarse de que no sea una falsa alarma. El segundo estudio propone usar el James Webb para buscar el brillo infrarrojo extra que emitiría un planeta junto a las enanas blancas. Según los cálculos, el Webb podría confirmar planetas de unas cinco veces la masa de Júpiter en sistemas situados a unos 500 años luz.
Limbach conoce bien ese tipo de observación: ya usó el Webb para estudiar WD 1856+534 b, un planeta gigante que orbita una sola enana blanca.
Una población todavía desconocida
Hasta ahora no se ha encontrado ningún planeta alrededor de un par de enanas blancas. Si existen, serían supervivientes extremos: mundos que resistieron la muerte de sus estrellas, cuando estas se hincharon como gigantes rojas antes de colapsar, o que se formaron después a partir de los restos.
Por eso, aunque LISA todavía está a una década de despegar, la propuesta abre una posibilidad atractiva: usar una misión diseñada para estudiar agujeros negros y estrellas muertas para descubrir planetas que ningún telescopio convencional podría encontrar.
