Mayor y Queloz captaron el primer exoplaneta en el bamboleo de 56 m/s de una estrella

En 1995 no se conocía ni un solo planeta alrededor de una estrella similar al Sol. La idea de la velocidad radial era antigua —observar el desplazamiento Doppler de la estrella mientras un planeta invisible la atrae—, pero las señales son crueles: Júpiter mueve nuestro Sol a solo unos 12 m/s, y el primer espectrógrafo de fabricación casera de Mayor en el Observatorio de Alta Provenza, en 1977, llegaba a un límite de unos 300 m/s. Por eso las búsquedas se dirigían a análogos de Júpiter con órbitas de décadas, lo que exigía una estabilidad y una paciencia que nadie tenía.

El grupo de Mayor en Ginebra reconstruyó toda la cadena: fibras ópticas llevaban la luz estelar al espectrógrafo sin distorsión, nuevos CCD aumentaron la sensibilidad y un software propio reducía las imágenes. El doctorando Didier Queloz bajó el umbral de velocidad a 10–15 m/s para la primavera de 1994 y muestreó estrellas con rapidez. Alrededor de 51 Pegasi la velocidad oscilaba con un período de 4,23 días y una amplitud de ~56 m/s: una bola de gas del tamaño de Júpiter girando en días, donde la teoría decía que no podían formarse gigantes. Pasaron meses descartando pulsaciones y artefactos antes de anunciarlo en octubre de 1995; el planeta era tan peculiar que nadie lo creyó.

El artículo de Nature de noviembre de 1995 ha recibido más de 3.000 citas y abrió la clase de los «júpiteres calientes». Hoy se conocen más de 4.000 exoplanetas, la mayoría en sistemas que no se parecen en nada al nuestro, lo que obligó a reescribir la teoría de formación planetaria en torno a la migración. El Premio Nobel de Física de 2019 fue a medias para Mayor y Queloz por el descubrimiento, y la precisión de la velocidad radial ha seguido subiendo hacia el tirón de 0,09 m/s de un gemelo de la Tierra.

Muestrear rápido; un gigante cercano se bambolea con más fuerza

La velocidad radial Doppler está ponderada por la masa: seguir el movimiento de la estrella era la única forma de pesar lo que no se podía ver.

La amplitud del bamboleo crece a medida que se acorta el período, así que los gigantes cercanos gritan mientras los verdaderos análogos de Júpiter susurran.

La espectroscopia estabilizada con fibra óptica redujo el ruido de fondo de 300 m/s a 10–15 m/s, por debajo de la señal de 56 m/s, que es todo el juego.

Un muestreo de alta cadencia durante unas pocas noches supera a una década de monitoreo disperso cuando la órbita dura 4,2 días.

Apunte el nuevo instrumento hacia donde la señal es más fuerte, no hacia donde se espera la respuesta: el primer júpiter caliente fue fácil de ver precisamente porque era el planeta que la teoría decía que no podía existir.

Los júpiteres calientes resultaron ser comunes, y la migración planetaria entró en todos los modelos de formación. Kepler y TESS encontraron después miles de mundos más por tránsito, pero el método de la velocidad radial sigue siendo la forma de pesar sus masas. Mayor y Queloz compartieron la otra mitad del Premio Nobel de Física de 2019 con el cosmólogo James Peebles, y los sondeos actuales persiguen una precisión de 0,1 m/s para verdaderos análogos de la Tierra.