Un exoplaneta muestra que los gigantes gaseosos se forman en órbitas alejadas de las estrellas

El exoplaneta excéntrico TIC 241249530 b, que es similar a Júpiter, mostró que los gigantes gaseosos o júpiteres calientes se forman en órbitas alejadas de sus estrellas, según un estudio realizado por un equipo internacional en el que participa el Instituto español de Astrofísica de Canarias (IAC), que este miércoles publica Nature.

Este exoplaneta excéntrico no solo sigue una de las órbitas más alargadas de todos los exoplanetas en tránsito conocidos, sino que también lo hace en dirección opuesta a la rotación de su estrella anfitriona.

Algo que, añade el Instituto de Astrofísica del archipiélago español de Canarias en un comunicado, arroja luz sobre el misterio de cómo esos gigantes gaseosos de gran masa evolucionan en júpiteres calientes, con trayectorias muy cercanas y circulares.

Explica el IAC que, dentro de la población de exoplanetas conocidos, existen los que pertenecen a la clase conocida como júpiter caliente: grandes exoplanetas similares a Júpiter que orbitan muy cerca de su estrella, algunos incluso más cerca que Mercurio de nuestro Sol.

Es un misterio cómo los júpiteres calientes acaban describiendo trayectorias tan cercanas, ya que no pueden formarse allí, pero los astrónomos postulan que comienzan en órbitas alejadas de su estrella y luego migran hacia el interior.

Una órbita extremadamente excéntrica

Las primeras etapas de este proceso rara vez se han observado, pero un nuevo análisis del exoplaneta TIC 241249530 b, detectado por el satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA en 2020, ha revelado que su órbita es extremadamente excéntrica, describiendo una elipse con uno de los ejes mucho mas grande que el otro.

Esta peculiar trayectoria sugiere que el planeta se encuentra en la fase de premigración de un júpiter caliente, y los datos también confirmaron que el exoplaneta es aproximadamente cinco veces más masivo que Júpiter, ha añadido el IAC.

TIC 241249530 b es el segundo exoplaneta descubierto que se encuentra en un momento de su evolución previo a que se produzca su migración hacia órbitas más cerradas.

La detección de este tipo de exoplanetas corrobora observacionalmente la idea de que los gigantes gaseosos de mayor masa evolucionan hasta convertirse en júpiteres calientes a medida que se desplazan desde órbitas muy excéntricas hasta órbitas más cercanas y circulares.

Este proceso se debe a que, en su aproximación a la estrella anfitriona, las fuerzas de marea sobre el planeta restan energía a la órbita y hacen que ésta se encoja y se haga cada vez más redonda, ha comentado el IAC.

"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", señala Arvind Gupta, investigador postdoctoral de NOIRLab y autor principal del artículo.

Planetas raros, difíciles de encontrar

Planetas como este son "increíblemente raros y difíciles de encontrar, y esperamos que pueda ayudarnos a desentrañar la historia de la formación de los júpiteres calientes", subraya.

La excentricidad de la órbita de un planeta se mide en una escala de 0 a 1, siendo 0 perfectamente circular y 1 muy elíptica.

Este exoplaneta tiene una excentricidad orbital de 0,94, lo que lo convierte en el planeta más excéntrico encontrado mediante el método de tránsito.

A modo de comparación, el IAC ha apuntado que la órbita altamente elíptica de Plutón alrededor del Sol tiene una excentricidad de 0,25; y la excentricidad de la Tierra es de 0,02.

Si este planeta formara parte de la Vía Láctea su órbita se extendería desde su máximo acercamiento, diez veces más cerca del Sol que Mercurio, hasta su máximo alejamiento, a la distancia de la Tierra.

Esta órbita tan "peculiar" provocaría en el planeta temperaturas cambiantes que irían desde los sofocantes calores de un día de verano hasta temperaturas tan elevadas que podrían fundir el titanio en el momento de máxima cercanía a su estrella.

Una órbita opuesta a la rotación de su estrella

Además, el equipo descubrió que TIC 241249530 b orbita al revés de lo habitual, es decir, en dirección opuesta a la rotación de su estrella anfitriona.

Esto no es algo que los astrónomos observen en la mayoría de los exoplanetas, ni en nuestro propio Sistema Solar, y ayuda al equipo a interpretar la peculiar historia de la formación del exoplaneta.

Para la investigación, el equipo utilizó el telescopio WIYN de 3,5 metros en el Observatorio Nacional Kitt Peak de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) de EE.UU., un programa de NSF NOIRLab.

Y el equipo planea conocer mejor la atmósfera de TIC 241249530 b a través de observaciones con telescopios más potentes como el telescopio espacial James Webb (JWST).

"Estamos especialmente interesados en lo que podamos aprender sobre la dinámica de la atmósfera de este planeta después de que realice una de sus abrasadoras aproximaciones a su estrella", manifiesta Enric Pallé, investigador del IAC y coautor del artículo.

 "Telescopios como el JWST tiene la sensibilidad necesaria para sondear los cambios en la atmósfera del exoplaneta recién descubierto a medida que experimenta un rápido calentamiento, por lo que el equipo aún tiene mucho más que aprender sobre el exoplaneta”, añade.

Los astrónomos llevan más de dos décadas buscando exoplanetas que puedan ser precursores de júpiteres calientes o productos intermedios del proceso de migración, por lo que Gupta concluye: "Nos sorprendió mucho -y me entusiasmó- encontrar uno. Es exactamente lo que esperaba encontrar".