El futuro observatorio de ondas gravitacionales LISA estará en condiciones de detectar exoplanetas que orbitan binarios de enanas blancas en la Vía Láctea y en las cercanas Nubes de Magallanes.

Así lo sugieren investigadores del Instituto Max Planck de Física Gravitacional (AEI) y de la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica (CEA), mediante un nuevo método descrito en Nature Astronomy.

Este nuevo método superará ciertas limitaciones de las actuales técnicas de detección electromagnética y podría permitirle a LISA detectar planetas de hasta 50 masas terrestres, aseguran.

En las últimas dos décadas, el conocimiento de los exoplanetas ha crecido significativamente, y se han descubierto más de 4.000 planetas que orbitan alrededor de una gran variedad de estrellas. Hasta ahora, las técnicas utilizadas para encontrar y caracterizar estos sistemas se basan en la radiación electromagnética y se limitan a la vecindad solar y algunas partes de la galaxia.

"Proponemos un método que utiliza ondas gravitacionales para encontrar exoplanetas que orbitan estrellas enanas blancas binarias", dice Nicola Tamanini, investigadora de la AEI en Potsdam. Las enanas blancas son restos muy viejos y pequeños de estrellas que alguna vez fueron similares al sol. "LISA medirá las ondas gravitacionales de miles de binarias enanas blancas. Cuando un planeta está en órbita alrededor de un par de enanas blancas, el patrón observado de ondas gravitacionales se verá diferente en comparación con el de un binario sin planeta. Este cambio característico en las ondas gravitacionales nos permitirá descubrir exoplanetas".

El nuevo método explota la modulación de cambio Doppler de la señal de onda gravitacional causada por la atracción gravitacional del planeta en el binario de la enana blanca. Esta técnica es el análogo de la onda gravitacional del método de velocidad radial, una técnica bien conocida que se usa para encontrar exoplanetas con telescopios electromagnéticos estándar. Sin embargo, la ventaja de las ondas gravitacionales es que no se ven afectadas por la actividad estelar, que puede obstaculizar los descubrimientos electromagnéticos.

LANZAMIENTO EN 2024

En su artículo, Tamanini y su compañera de la CEA Camilla Danielski muestran que la próxima misión LISA de la ESA (Interferómetro láser para antenas espaciales), programada para su lanzamiento en 2034, puede detectar exoplanetas de masa de Júpiter alrededor de binarios de enanas blancas en todas partes de la galaxia, superando las limitaciones en la distancia de los telescopios electromagnéticos. Además, señalan que LISA tendrá el potencial de detectar esos exoplanetas también en galaxias cercanas, lo que posiblemente conduzca al descubrimiento del primer exoplaneta con enlace extragaláctico.

"LISA va a apuntar a una población de exoplanetas que aún no ha sido probada", explica Tamanini. "Desde una perspectiva teórica, nada impide la presencia de exoplanetas alrededor de enanas blancas binarias compactas".

Si estos sistemas existen y son encontrados por LISA, los científicos obtendrán nuevos datos para desarrollar aún más la teoría de la evolución planetaria. Comprenderán mejor las condiciones en las que un planeta puede sobrevivir a la fase rojo gigante estelar y también probarán la existencia de una segunda generación de planetas, es decir, planetas que se forman después de la fase de rojo gigante. Por otro lado, si LISA no detecta exoplanetas que orbitan binarios de enanas blancas, los científicos podrán establecer restricciones en la etapa final de la evolución planetaria en la Vía Láctea.