La detección de exoplanetas a través de la mecánica orbital es un desafío complejo que involucra múltiples variables que pueden influir en el movimiento de un planeta alrededor de su estrella. Recientemente, un equipo de investigadores liderado por Kaviya Parthasarathy, de la Universidad Nacional Tsing Hua en Taiwán, ha publicado un estudio en la revista New Astronomy que busca desentrañar las causas de las variaciones en el tiempo de tránsito (TTVs) del exoplaneta HAT-P-12b, conocido popularmente como Puli.
Puli es un exoplaneta clasificado como «sub-Saturno» que orbita la estrella HAT-P-12, también llamada Komondor. Ambos cuerpos celestes, que deben sus nombres a razas de perros, se localizan en la constelación de Canes Venatici, a aproximadamente 463 años luz de la Tierra. Aunque ni la estrella ni el planeta presentan características extraordinarias, han sido objeto de un considerable acopio de datos.
El estudio analizó 46 curvas de luz que observan a Puli cruzar frente a Komondor. Estas curvas incluyen datos previamente publicados, así como observaciones nuevas recolectadas por el satélite Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Un aspecto notable de los tránsitos de Puli es su variabilidad, con una amplitud de 156 segundos, lo que indica que el planeta a veces transita frente a su estrella hasta dos minutos antes o después de lo previsto. Aunque esto puede parecer un margen pequeño, en mecánica orbital, tal variación es indicativa de la influencia de otros factores en la órbita de Puli.
Modelos Orbitales y Análisis Estadístico
Para investigar las causas de estas variaciones, los investigadores realizaron un análisis estadístico utilizando cuatro modelos orbitales diferentes. El primer modelo considerado fue uno «lineal», que representa un tránsito perfectamente periódico. Dada la variabilidad observada, este modelo no se ajustó bien a los datos.
El segundo modelo, que contemplaba un posible decaimiento orbital, no ofreció un buen ajuste, ya que sugería un cambio constante en la dirección del tiempo de tránsito. Un tercer modelo, conocido como el modelo apsidal, consideraba una órbita ligeramente excéntrica, lo que podría reflejar diferentes tiempos de inicio y finalización del tránsito. Aunque este modelo se ajustó mejor que los anteriores, el modelo que finalmente demostró ser el más adecuado fue el sinusoidal, que sugiere la influencia gravitacional de un planeta compañero en los tránsitos de Puli.
Este modelo sinusoidal identificó una señal periódica en las TTVs, sugiriendo la existencia de un planeta compañero con un período orbital de 6.24 días y una masa aproximadamente del 2% de la de Júpiter. La amplitud de las TTVs estimada por este modelo era de 2.6 minutos, casi idéntica a la observada en los datos.
Los autores también consideraron el mecanismo de Applegate, que sugiere que los cambios en la estrella pueden afectar las mediciones de TTV. Sin embargo, la amplitud predicha por este efecto era de apenas 0.4 segundos, insuficiente para explicar la desviación observada de más de dos minutos.
Afortunadamente, la gran cantidad de datos disponibles sobre Komondor permitió a los investigadores realizar un análisis exhaustivo para descubrir este posible nuevo planeta. No todas las estrellas tienen la misma suerte en cuanto a la recolección de datos, pero a medida que se acumulan más observaciones sobre sistemas exoplanetarios, es probable que se encuentren más planetas compañeros ocultos.
