Un extraño planeta se está convirtiendo en otro tipo de mundo

Los astrónomos han encontrado más de 5,600 exoplanetas confirmados, y entre 300 y 500 de ellos son “Júpiter calientes”. Estos planetas son cuerpos gaseosos masivos similares a Júpiter que orbitan estrechamente alrededor de sus estrellas anfitrionas, las cuales los calientan hasta alcanzar temperaturas abrasadoras. Mientras que Júpiter tarda 4,000 días terrestres en completar una órbita alrededor del Sol, los Júpiter calientes completan una órbita cada pocos días.

Los científicos creen que los grandes planetas comienzan a orbitar sus estrellas a distancia, pero se acercan con el tiempo. Pero hace tiempo que se preguntan cómo estos mundos masivos acaban en órbitas tan cerradas, mucho más cercanas a sus estrellas que Mercurio a nuestro Sol. Las observaciones de TIC 241249530 b, captadas por primera vez por el satélite cazador de planetas TESS de la NASA en enero de 2020, ofrecen una visión poco común y reveladora de lo que podría ser un planeta en camino de convertirse en un Júpiter caliente.

“Los astrónomos llevan más de dos décadas buscando exoplanetas que puedan ser precursores de Júpiter calientes, o que sean productos intermedios del proceso de migración, así que me sorprendió mucho —y me entusiasmó— encontrar uno”, afirmó en un comunicado Arvind Gupta, autor principal del estudio e investigador postdoctoral del NOIRLab que descubrió el planeta como estudiante de doctorado en Penn State.

El 12 de enero de 2020, el satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) recogió datos que sugerían que algo estaba pasando por delante de la estrella anfitriona TIC 241249530.

A continuación, realizaron mediciones con los instrumentos del telescopio WIYN de 3,5 metros del Observatorio Nacional de Kitt Peak, en Arizona, para determinar la velocidad radial de la estrella, es decir, cuánto se bambolea la estrella de un lado a otro cuando la gravedad del planeta tira de ella.

El exoplaneta recién descubierto tiene una excentricidad de 0,94, que es más oblonga que cualquier otro exoplaneta en tránsito que los astrónomos hayan encontrado hasta ahora, según los investigadores. El extraño mundo tarda unos seis meses en completar una órbita alrededor de la estrella que lo alberga, acercándose mucho a ella antes de alejarse y volver a una órbita estrecha y ovalada similar a la de un pepino.

“Captamos a este enorme planeta haciendo un giro brusco en horquilla durante su paso cercano a su estrella”, dijo en un comunicado Suvrath Mahadevan, coautor del estudio y catedrático Verne M.

El planeta se encuentra a sólo 5 millones de kilómetros de su estrella, más de 10 veces más cerca de la estrella que Mercurio del Sol. La órbita extrema provoca “enormes oscilaciones de temperatura” a lo largo del año del planeta, dijo el coautor del estudio Jason Wright, profesor de astronomía y astrofísica en Penn State.

“La temperatura en la cima de las nubes se calienta lo suficiente como para derretir el titanio durante los pocos días que pasa gritando cerca de la estrella”, dijo Wright por correo electrónico. “Durante la mayor parte de su órbita, está más alejado, y en su punto más lejano la temperatura diurna de la cima de las nubes es como la de un cálido día de verano en la Tierra”.

El equipo de investigación también descubrió que el planeta orbita hacia atrás o se mueve en dirección opuesta a la rotación de su estrella, un fenómeno poco frecuente que no se ha observado en la mayoría de los exoplanetas y que no ocurre en nuestro sistema solar.

“Aunque no podemos exactamente rebobinar y ver el proceso de migración planetaria en tiempo real, este exoplaneta sirve como una especie de instantánea del proceso de migración”, afirma Gupta.

El equipo realizó simulaciones para determinar cómo pudo acabar el planeta en una órbita tan inusual, así como su posible evolución a lo largo del tiempo.

El equipo de investigadores estimó que el planeta probablemente se formó lejos de la estrella anfitriona y comenzó en una órbita amplia y circular similar a la de Júpiter. Pero la estrella anfitriona tiene una órbita desalineada con la estrella secundaria, lo que ejerció fuerzas gravitatorias sobre el planeta y estiró su órbita, explicaron los investigadores. “A lo largo de muchas órbitas, la influencia gravitatoria de esa estrella exterior alteró la órbita de TIC 241249530 b, haciéndola cada vez más alargada”, explicó Wright.

Con cada pasada de la estrella anfitriona, la órbita del planeta pierde energía, por lo que los astrónomos estiman que en cientos de millones de años, la órbita se encogerá y estabilizará para durar sólo unos pocos días en lugar de los 167 días que dura ahora.

En ese momento, el planeta se convertirá en un auténtico Júpiter caliente, explica Sarah Millholland, coautora del estudio y profesora adjunta de Física en el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del Instituto Tecnológico de Massachusetts. “

Es un gran baile de órbitas que se produce a lo largo de miles de millones de años y en el que el planeta se deja llevar”.

HD 80606 b se consideraba el planeta con la órbita más excéntrica hasta el reciente descubrimiento.

HD 80606 b tiene una excentricidad de 0,93 y una órbita más corta de 111 días, y orbita en la misma dirección de su estrella. Por lo demás, los planetas son prácticamente gemelos, según Wright. Encontrar dos planetas en una etapa tan breve de la evolución orbital planetaria es como “toparse por casualidad con una mariposa en el momento en que se abre su crisálida”, afirmó.

El descubrimiento de un segundo precursor de Júpiter caliente ayuda a los astrónomos a confirmar la idea de que los gigantes gaseosos de gran masa se transforman en Júpiter calientes a medida que migran de órbitas excéntricas a circulares, señalaron los investigadores. El equipo espera observar TIC 241249530 b con el telescopio espacial James Webb para descubrir la dinámica de su atmósfera y ver cómo reacciona a un calentamiento tan rápido.

“Son otros mundos misteriosos que pueden tener órbitas salvajes que cuentan una historia de cómo llegaron a ser así y hacia dónde se dirigen. En el caso de este planeta, aún no ha terminado su viaje”.

Via: cnn