PSR B1620−26b

PSR B1620−26 b es un exoplaneta ubicado aproximadamente a 12 400 años luz de la Tierra en la constelación de Scorpius. Lleva los apodos no oficiales "Matusalén" y "el planeta Génesis" (llamado así por el personaje bíblico Matusalén, quien, según la Biblia, llegó a ser la persona más anciana) debido a su extrema edad. El planeta se encuentra en una órbita circumbinaria alrededor de las dos estrellas de PSR B1620−26 (que son un púlsar (PSR B1620−26 A) y una enana blanca (WD B1620-26)) y es el primero planeta circumbinario jamás confirmado. También es el primer planeta encontrado en un cúmulo globular. El planeta es uno de los planetas extrasolares más antiguos conocidos, se cree que tiene unos 12.700 millones de años.

Características

Masa, órbita y edad

PSR B1620−26 b tiene una masa de 2,627 veces la de Júpiter y orbita a una distancia de 23 AU (3400 millones de km), un poco más grande que la distancia entre Urano y el Sol. Cada órbita del planeta dura unos 100 años.

El sistema triple está justo fuera del núcleo del cúmulo globular Messier 4. Se ha estimado que la edad del cúmulo es de unos 12.700 millones de años, y debido a que todas las estrellas en un cúmulo se forman aproximadamente al mismo tiempo, y los planetas se forman junto con sus estrellas anfitrionas, es probable que PSR B1620−26 b también tenga unos 12.700 millones de años. Es mucho más antiguo que cualquier otro planeta conocido descubierto hasta la fecha, y casi tres veces más antiguo que la Tierra.

Estrellas anfitrionas

PSR B1620−26 b orbita un par de estrellas. La estrella principal, PSR B1620−26, es un púlsar, una estrella de neutrones que gira a 100 revoluciones por segundo, con una masa de 1,34 M_☉, un radio probable de alrededor 20 kilómetros (0,00003 R_☉) y una temperatura probable menor o igual a 300.000 K. La segunda es una enana blanca con una masa de 0,34 M_☉, un radio probable de alrededor de 0.01 R_☉, y una temperatura probable menor o igual a 25,200 K. Estas estrellas orbitan cada una otra a una distancia de 1 UA aproximadamente una vez cada seis meses. La edad del sistema es de 12,7 a 13 mil millones de años, lo que la convierte en una de las estrellas binarias más antiguas que se conocen. En comparación, el Sol tiene una edad de 4.600 millones de años.

La magnitud aparente del sistema binario, o lo brillante que parece desde la perspectiva de la Tierra, es 24. Es demasiado tenue para verse a simple vista.

Historia evolutiva

El origen de este planeta púlsar aún es incierto, pero probablemente no se formó donde se encuentra hoy. Debido a la disminución de la fuerza gravitatoria cuando el núcleo de una estrella colapsa en una estrella de neutrones y expulsa la mayor parte de su masa en una explosión de supernova, es poco probable que un planeta pueda permanecer en órbita después de tal evento. Es más probable que el planeta se formara en órbita alrededor de la estrella que ahora se ha convertido en la enana blanca, y que la estrella y el planeta solo fueron capturados más tarde en órbita alrededor de la estrella de neutrones.

Los encuentros estelares no son muy comunes en el disco de la Vía Láctea, donde está el Sol, pero en el núcleo denso de los cúmulos globulares ocurren con frecuencia. En algún momento durante los 10 mil millones de años, se cree que la estrella de neutrones encontró y capturó a la estrella anfitriona del planeta en una órbita estrecha, probablemente perdiendo una estrella compañera anterior en el proceso. Hace aproximadamente quinientos millones de años, la estrella recién capturada comenzó a expandirse hasta convertirse en una gigante roja (ver evolución estelar).

Los periodos de púlsar típicos para púlsares jóvenes son del orden de un segundo y aumentan con el tiempo; los períodos muy cortos exhibidos por los llamados púlsares de milisegundos se deben a la transferencia de material de un compañero binario. El período de pulso de PSR B1620-26 es de unos pocos milisegundos, lo que proporciona una fuerte evidencia de transferencia de materia. Se cree que a medida que la compañera gigante roja del púlsar se expandió, llenó y luego excedió su lóbulo de Roche, de modo que sus capas superficiales comenzaron a transferirse a la estrella de neutrones.

La materia que caía producía efectos complejos y espectaculares. La materia que cae 'giró hacia arriba' la estrella de neutrones, debido a la transferencia del momento angular, y durante unos pocos cientos de millones de años, las estrellas formaron un binario de rayos X de baja masa, ya que la materia que caía se calentaba a temperaturas lo suficientemente altas como para brillar en rayos X.

La transferencia de masa llegó a su fin cuando las capas superficiales de la estrella que perdió masa se agotaron y el núcleo se encogió lentamente hasta convertirse en una enana blanca. Ahora las estrellas orbitan pacíficamente una alrededor de la otra. Sin embargo, las perspectivas a largo plazo para PSR B1620-26 b son malas. El sistema triple, que es mucho más masivo que una estrella aislada típica en M4, desciende lentamente hacia el núcleo del cúmulo, donde la densidad de estrellas es muy alta. En mil millones de años más o menos, el triple probablemente tendrá otro encuentro cercano con una estrella cercana. El resultado más común de tales encuentros es que el compañero más ligero es expulsado del sistema estelar múltiple. Si esto sucede, lo más probable es que PSR B1620-26 b sea expulsado por completo de M4 y pase el resto de su existencia vagando solo en el espacio interestelar como un planeta interestelar.

Detección y descubrimiento

Como casi todos los planetas extrasolares descubiertos antes de 2008, PSR B1620−26 b se detectó originalmente a través de los cambios Doppler que induce su órbita en la radiación de la estrella que orbita (en este caso, cambios en el período de pulsación aparente del púlsar). A principios de la década de 1990, un grupo de astrónomos dirigido por Donald Backer, que estudiaban lo que creían que era un púlsar binario, determinó que se necesitaba un tercer objeto para explicar los cambios Doppler observados. En unos pocos años, se midieron los efectos gravitatorios del planeta en la órbita del púlsar y la enana blanca, dando una estimación de la masa del tercer objeto que era demasiado pequeño para ser una estrella. La conclusión de que el tercer objeto era un planeta fue anunciada por Stephen Thorsett y sus colaboradores en 1993.

El estudio de la órbita planetaria permitió estimar también la masa de la estrella enana blanca, y las teorías sobre la formación del planeta sugirieron que la enana blanca debería ser joven y caliente. El 10 de julio de 2003, un equipo dirigido por Steinn Sigurdsson anunció la detección de la enana blanca y la confirmación de sus propiedades previstas, utilizando observaciones del telescopio espacial Hubble. Fue en una rueda de prensa de la NASA que se presentó el nombre de Matusalén, captando la atención de la prensa de todo el mundo.

Nombre

Si bien la designación PSR B1620−26 b no se usa en ningún artículo científico, el planeta figura en la base de datos SIMBAD como PSR B1620−26 b. Algunas fuentes populares utilizan la designación PSR B1620−26 c para referirse al planeta, ya que se describió como el tercer miembro de un sistema triple (compuesto por el planeta y dos estrellas). Esta designación no aparece en la base de datos SIMBAD, y las convenciones de nomenclatura más modernas utilizan un sistema de letras separadas donde las letras minúsculas se refieren a planetas y las letras mayúsculas a estrellas (por ejemplo, Gliese 667 Cc es el 'c' planeta que orbita Gliese 667C, que es la estrella 'C' de un sistema triple), lo que hace que PSR B1620−26 b sea la designación de un planeta que orbita ambas estrellas del sistema PSR B1620−26. Ninguno de los usos se emplea en la literatura científica con respecto al planeta PSR B1620-26.

Aunque no se reconoce oficialmente, el nombre "Matusalén" se usa comúnmente para el planeta en artículos populares. Este nombre generalmente se usa como el nombre informal para mostrar las similitudes con los planetas del Sistema Solar, mientras que el "último nombre" se usa astronómicamente. Matusalén es el único planeta que ha recibido un nombre o apodo bíblico, aunque otros tres planetas extrasolares han sido apodos mitológicos no oficiales (al igual que en el Sistema Solar), esos planetas son Dimidium, originalmente apodado "Bellerophon"; Gliese 581 g, a veces llamado "Zarmina," o incluso más raramente "Zarmina's World" o 'El planeta de Zarmina'; y HD 209458 b, ocasionalmente denominado "Osiris."