La misión Gaia descubre un exoplaneta gigante y una enana marrón que orbitan a estrellas ligeras

Gracias a la misión Gaia de la ESA, los astrónomos han identificado un exoplaneta gigante y una enana marrón en un hallazgo sin precedentes. Este descubrimiento desafía las teorías actuales sobre la formación de planetas alrededor de estrellas de baja masa.

Por Enrique Coperías

Gaia-4b es un gigante gaseoso, doce veces más masivo que Júpiter, que orbita la estrella Gaia-4 a 244 años luz de distancia. Con un período orbital de 570 días, es un planeta relativamente frío. Esta impresión artística visualiza una parte del movimiento orbital determinado por los datos astrométricos de Gaia. Cortesía: ESA/Gaia/DPAC/M. Marcussen

Utilizando datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA), los científicos han identificado un exoplaneta gigante y una enana marrón. Este hallazgo marca la primera vez que se descubre un planeta mediante la capacidad de Gaia para detectar el bamboleo gravitacional que un planeta induce en su estrella anfitriona. Ambos objetos orbitan a unas estrellas de baja masa, un fenómeno extremadamente raro según los modelos actuales.

Un nuevo estudio publicado en The Astrophysical Journal confirma la existencia de estos dos enigmáticos cuerpos celestes gracias a los datos recopilados por Gaia. El exoplaneta, denominado Gaia-4b, es un superjúpiter, esto es, un planeta con una masa superior a la de Júpiter, pero que aún no alcanza la suficiente para iniciar la fusión nuclear como una estrella. Estos gigantes gaseosos pueden ser varias veces más masivos que Júpiter y suelen encontrarse en órbitas amplias alrededor de sus estrellas, desafiando las teorías sobre la formación planetaria.

Por su parte, Gaia-5b es una enana marrón, un objeto celeste con una masa mayor que la de un planeta gigante, pero insuficiente para sostener la fusión nuclear del hidrógeno y brillar como una estrella. Actúa como un punto intermedio entre planetas y estrellas, y emite un brillo tenue debido a la fusión limitada de deuterio en sus primeras etapas de vida.

Un exoplaneta con doce veces la masa de Júpiter

Sorprendentemente, Gaia-4b y Gaia-5b orbitan estrellas de baja masa, lo que desafía las teorías sobre la formación planetaria.

«Gaia-4b tiene una masa aproximadamente doce veces mayor que la de Júpiter y un período orbital de 570 días, lo que lo convierte en un gigante gaseoso relativamente frío —explica Guðmundur Stefánsson, primer autor del estudio e investigador de la Universidad de Ámsterdam, en los Países Bajos, en un comunicado de la ESA. Y añade—: Por otro lado, Gaia-5b posee una masa de alrededor de 21 veces la de Júpiter. Se trata de una enana marrón: más masiva que un planeta, pero insuficientemente densa para sostener la fusión nuclear necesaria para ser una estrella».

Gaia-4b orbita a la estrella Gaia-4, ubicada a unos 244 años luz de la Tierra, mientras que Gaia-5b gira en torno a la estrella Gaia-5, situada a 134 años luz. Estos objetos recién descubiertos se encuentran relativamente cerca, dentro de nuestra vecindad galáctica, y su existencia desafía las teorías actuales sobre la formación de sistemas planetarios. Se espera que la misión Gaia continúe proporcionando datos esenciales para comprender mejor estos misteriosos cuerpos celestes.

Astrónomos confirmaron la existencia de Gaia-4b, uno de los exoplanetas más masivos en órbita alrededor de una estrella de baja masa, usando el espectrógrafo NEID del telescopio WIYN. Es el primer planeta detectado por Gaia mediante astrometría.

Gaia: cartografiando la galaxia y revelando nuevos mundos

Desde su lanzamiento en 2013, la nave espacial Gaia ha estado creando el mapa tridimensional más extenso y preciso de nuestra galaxia. Con dos telescopios ópticos, ha escudriñado el cielo en busca de variaciones en la posición de más de dos mil millones de objetos. Su misión científica concluyó el 15 de enero de 2025, pero los datos recopilados aún prometen revelar miles de nuevos objetos celestes.

Uno de los métodos empleados por Gaia es la astrometría, que permite detectar exoplanetas observando cómo la gravedad de estos cuerpos hace que sus estrellas se tambaleen levemente. Este efecto genera un movimiento en espiral en la estrella a medida que orbita en torno al centro de masa compartido con el planeta. Gaia es especialmente eficaz en la detección de objetos masivos en órbitas amplias, que son más fáciles de identificar con esta técnica.

Anteriormente, otros telescopios habían confirmado la existencia de enanas marrones al detectar su tenue brillo junto a estrellas brillantes en las que Gaia había identificado este bamboleo gravitacional.

Visualizaciones en 3D

«Gaia estuvo escaneando repetidamente estas estrellas, construyendo una imagen cada vez más detallada con el tiempo —dice Guðmundur. Y añade—: En 2022, Gaia Data Release 3 incluyó una lista de estrellas que parecen moverse como atraídas por un exoplaneta. Utilizando datos espectroscópicos terrestres y la técnica de velocidad radial para investigar estas estrellas, confirmamos nuestro primer planeta y nuestra primera enana marrón».

La combinación de datos astrométricos y de velocidad radial permite a los astrónomos conocer todos los detalles orbitales y la masa del objeto en órbita, lo que ofrece una oportunidad única para crear visualizaciones tridimensionales.

Aproximadamente el 75 % de las estrellas en la Vía Láctea son de baja masa, con masas entre el 10 % y el 60-65 % de la del Sol. Debido a su abundancia, estas estrellas son también nuestras vecinas más cercanas. Sin embargo, los planetas masivos alrededor de estrellas de baja masa son inusuales. Cuando se presentan, generan un bamboleo gravitacional más pronunciado, lo que facilita su detección mediante astrometría.

Un descubrimiento que desafía las teorías existentes

Esto contrasta con el método de tránsito, que detecta planetas al observar la disminución del brillo estelar cuando un planeta cruza frente a su estrella. Mientras que este método es más adecuado para encontrar planetas en órbitas cercanas, la astrometría permite identificar exoplanetas en órbitas más amplias.

No obstante, los datos astrométricos deben confirmarse con otros métodos, ya que el bamboleo estelar también puede ser causado por otros factores, como sistemas binarios de estrellas.

Mientras que un exoplaneta anterior fue hallado por las misiones Gaia e Hipparcos en tándem, la presencia de Gaia-4b fue revelada únicamente por los datos de Gaia.

La astrometría detecta planetas midiendo cambios en la posición de una estrella causados por su bamboleo gravitacional. La misión Gaia de la ESA está recopilando datos sin precedentes sobre el movimiento y brillo de miles de millones de estrellas, permitiendo la identificación de exoplanetas mediante su influencia en la posición estelar o la disminución de luz durante un tránsito. Crédito: ESA

Sorpresas panetarias para 2026

Cuando el próximo lote de datos de Gaia se publique en 2026, contendrá 5,5 años de datos de la misión que podrían descubrir cientos, si no miles, de planetas y enanas marrones alrededor de estrellas cercanas. Gaia está allanando el camino para una nueva era de descubrimientos astrométricos que permitirán comprender mejor los diversos sistemas planetarios que pueblan nuestra galaxia.

«Este descubrimiento es una emocionante punta del iceberg para los descubrimientos de exoplanetas que podemos esperar de Gaia en el futuro —explica Matthew Standing, investigador de la ESA experto en exoplanetas. Y añade—: el descubrimiento de Gaia-4b es un importante avance en el uso de la astrometría de Gaia para la detección de exoplanetas, complementando los otros métodos de detección de exoplanetas utilizados por Cheops de la ESA y la próxima misión Plato».

«Gaia ha visto los signos reveladores de exoplanetas conocidos antes, pero esta vez Gaia reveló un mundo extrasolar completamente nuevo —dice Johannes Sahlmann, Científico del Proyecto Gaia en la ESA. Y continúa—: El descubrimiento de Gaia-4b muestra cómo las mediciones detalladas de Gaia complementan las técnicas establecidas de descubrimiento de exoplanetas y ofrecen nuevas oportunidades para la investigación de exoplanetas».

A medida que la astrometría siga avanzando, el legado de Gaia continuará enriqueciendo nuestra comprensión de los sistemas planetarios que pueblan la galaxia, marcando el inicio de una nueva era en la exploración del cosmos.▪️

• Información facilitada por la ESA

• Fuente: Guðmundur Stefánsson et al. Gaia-4b and 5b: Radial Velocity Confirmation of Gaia Astrometric Orbital Solutions Reveal a Massive Planet and a Brown Dwarf Orbiting Low-mass Stars. The Astrophysical Journal (2025). https://doi.org/10.3847/1538-3881/ada9e1