James Webb supera sus límites y hace un descubrimiento sorprendente en el sistema de Alfa Centauri
El problema de los tres o más cuerpos es erróneamente confundido con una inestabilidad completa, sin embargo, existen innumerables ejemplos de sistemas reales con dos o más estrellas. Tal es el caso del sistema de Alfa Centauri A, B y Próxima Centauri, compuesto por tres estrellas. Esta última, la más cercana a la Tierra, cuenta a su vez con tres exoplanetas a su alrededor. Nuevas observaciones de James Webb pueden aumentar aún más el número de esta familia al descubrir un nuevo objeto.
Problema de los tres cuerpos
Matemáticamente el problema de los dos cuerpos tiene una solución exacta y única, tal que a partir de conocer un valor inicial se puede conocer la posición y velocidad de ese cuerpo en cualquier otro momento dado. Sin embargo, al agregar un tercer cuerpo y su interacción gravitacional sobre y con los otros dos el sistema se vuelve caótico.
Es fundamental no confundir un sistema caótico con uno inestable, si bien están relacionados hay diferencias fundamentales. Existen ciertas configuraciones de tres cuerpos que permiten órbitas periódicas. Y contrario a lo que se esperaría, esta parece ser la norma y no la excepción en el universo. Sin embargo, los planetas en estos escenarios se enfrentan a cambios bruscos de temperatura y variaciones casi impredecibles de su distancia a la o las estrellas.
Tal es el caso del sistema estelar más cercano a la Tierra. Alfa Centauri A, B orbitan un centro de masa común, mientras que la enana roja Próxima Centauri orbita a ambas a una mayor distancia. Esta última, al tener un menor brillo, permitió la detección y confirmación de tres exoplanetas a su alrededor. Sin embargo, la luminosidad combinada de Alfa Centauri A y B, así como la interacción gravitacional conjunta, han dificultado considerablemente el estudiar sus alrededores.
Buscando lo invisible
Para estudiar el sistema binario de Alfa Centauri A y B fue necesario diseñar un nuevo plan de operaciones para James Webb. El equipo de observación empleó el coronógrafo de James Webb para suprimir la luz de la estrella principal, sin embargo, la secundaria seguía contaminando la imagen y bloqueando cualquier análisis de objetos de menor brillo. Por diferentes métodos computacionales con base en modelos físicos fue posible eliminar el ruido de la luz residual de Alfa Centauri B.
Se necesitaron varias pruebas para confirmar que los datos resultantes mostraban un objeto brillando en el infrarrojo. La primera tarea era confirmar que no se trata de un objeto de fondo o del Sistema Solar, como una galaxia lejana o un asteroide, respectivamente. Así como verificar que no sea un artefacto del procesamiento o de la observación.
Fue posible entonces asociar esta fuente cercana a Alfa Centauri A, detectado al doble de distancia que separa la Tierra del Sol, como un exoplaneta. Sin embargo, todavía era necesario repetir observaciones para verificar su clasificación y especialmente la trayectoria. Por esto mismo se volvió a estudiar el sistema en febrero y abril de 2025, aunque sin éxito.
Aparentemente, el planeta había desaparecido. A partir de los datos conocidos de agosto de 2024 se recrearon millones de órbitas potenciales para determinar mejor la posible ubicación actual. En la mitad de los escenarios el planeta estaría muy cerca de la estrella para ser visto por James Webb.
A partir de los datos obtenidos hasta la fecha de brillo y posición, se estima que tendría un tamaño y masa similares a los de Saturno y se ubica en una trayectoria elíptica alrededor de Alfa Centauri A entre una y dos veces la distancia del Sol a la Tierra. Este candidato a exoplaneta requiere de más observaciones para determinar sus propiedades físicas y elementos orbitales. De ser confirmado, supondría una de las mejores posibilidades de observar a detalle un mundo más allá del Sistema Solar.
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