Este planeta que orbita al revés es el más excéntrico que hemos visto jamás

Se ha descubierto un nuevo planeta que tiene la órbita más alargada de los 5.600 que hemos descubierto. Además, va en la dirección equivocada. Por extraño que parezca, podría proporcionar el eslabón perdido entre la formación planetaria y la categoría que conformaba la mayoría de nuestros descubrimientos iniciales de planetas fuera del Sistema Solar.

Cuando se desarrolló por primera vez la capacidad de detectar planetas alrededor de otras estrellas, los astrónomos se llevaron una sorpresa. En lugar de encontrar sistemas como el nuestro, la mayoría de los primeros descubrimientos fueron lo que se conoció como “Júpiter calientes”, gigantes gaseosos que orbitaban más cerca de sus estrellas que Mercurio y producían temperaturas tremendas.

Esto fue un artefacto de los métodos de detección que podían detectar más fácilmente planetas con masas mayores y aquellos con órbitas cortas. A medida que nuestra muestra planetaria ha crecido, la proporción de Júpiter calientes se ha reducido, hasta ser ahora menos del 10 por ciento. Sin embargo, al no tener nada remotamente parecido a esto en nuestro Sistema Solar, la frecuencia de tales objetos fue inesperada. La búsqueda comenzó a explicar cómo llegaron a existir tales planetas, lo que hace que encontrar uno sospechoso de ser un Júpiter caliente en ciernes sea un gran logro.

Se ha descubierto un mundo así orbitando la estrella TIC 241249530, a 1.100 años luz de la Tierra. En promedio, el planeta TIC 241249530b tiene una distancia orbital de aproximadamente dos tercios de la de la Tierra y su año es de 167 días, entre los de Mercurio y Venus. Al ser una estrella un 27 por ciento más masiva que el Sol, eso lo convierte, al menos, en un Júpiter cálido.

Sin embargo, como en la vieja historia del multimillonario que transforma la riqueza media de las personas que se encuentran en una habitación al entrar en ella, los promedios pueden ser muy engañosos. TIC 241249530b se acerca diez veces más a su estrella que Mercurio, antes de alejarse de nuevo hasta una distancia mayor que la de la Tierra.

Los astrónomos se refieren a la diferencia entre la órbita de un planeta y la circular como su «excentricidad». La excentricidad de TIC 241249530b es 0,94, donde cualquier valor igual o mayor que 1 abandona el sistema. Sabemos de cometas que son mucho más excéntricos que TIC 241249530b, pero el único planeta candidato, HD 20782b, tiene estimaciones contradictorias.

Este es un mundo excéntrico también en el sentido coloquial. Todos los planetas de nuestro Sistema Solar orbitan en la misma dirección que el Sol, una gran pista de orígenes comunes en la misma nube de gas giratoria. Este es un aspecto en el que la abrumadora mayoría de planetas que hemos encontrado orbitando otras estrellas se parecen a los que conocemos. TIC 241249530b es, de hecho, una excepción muy rara.

La Dra. Sarah Millholland del MIT, parte del equipo que descubrió TIC 241249530b, cree que la órbita se acortará hasta convertirse en un Júpiter caliente más regular, aunque seguirá orbitando en sentido inverso.

“Este nuevo planeta respalda la teoría de que la migración de alta excentricidad debería explicar una fracción de los Júpiter calientes”, dijo en un comunicado. “Creemos que cuando se formó este planeta, habría sido un mundo gélido. Y debido a la dramática dinámica orbital, se convertirá en un Júpiter caliente en aproximadamente mil millones de años, con temperaturas de varios miles de grados Kelvin. Por lo tanto, es un gran cambio con respecto a donde comenzó”.

Mientras tanto, señaló: “Debe haber temporadas realmente radicales y una atmósfera absolutamente abrasadora cada vez que pasa cerca de la estrella”.

Nuestra comprensión de la formación planetaria no permite que se formen planetas muy grandes cerca de sus estrellas. A menos que estemos muy equivocados, los Júpiter calientes deben originarse más lejos, a distancias similares a las que orbitan nuestros propios gigantes gaseosos, y luego emigrar hacia allí. Esto plantea dos preguntas obvias: ¿cómo sucede eso? ¿Y por qué Júpiter y Saturno no hicieron lo mismo?

El segundo enigma es particularmente crucial, porque si un gigante gaseoso hubiera migrado a través del Sistema Solar para establecerse cerca del Sol, casi con certeza habría aniquilado la Tierra, o la habría arrojado al espacio profundo, en el proceso. Solo en sistemas sin Júpiteres calientes puede haber formas de vida capaces de detectarlos en otros lugares y preguntarse qué está sucediendo.

Es poco probable que TIC 241249530b proporcione una respuesta universal, pero sí ofrece pistas sobre los orígenes de algunos Júpiter calientes. La estrella que orbita, TIC 241249530, está rodeada por una pequeña estrella distante. La interferencia gravitacional de esta compañera puede haber empujado al planeta fuera de su trayectoria convencional a la distancia en la que normalmente se forman los gigantes gaseosos.

Sabemos que no todos los Júpiter calientes están en sistemas binarios, por lo que debe haber otras explicaciones en algunos casos, pero hace que tales eventos sean menos probables en un sistema como el nuestro.

A pesar de su rareza, TIC 241249530b no es único. El récord anterior de excentricidad planetaria lo ostentaba HD80606b, que se sospecha que se encuentra en una etapa posterior de una migración similar.

«Al igual que HD80606b, este planeta tiene muchas veces la masa de Júpiter, lo que sugiere que este canal para la formación de Júpiter calientes podría ser uno que solo los planetas más masivos pueden tomar», dijo el profesor de Penn State Jason Wright en una declaración diferente. Los autores proponen que los planetas más pequeños son más perturbados por las mareas y se mueven mucho más rápido a su órbita caliente final.

“Planetas como este son difíciles de encontrar y esperamos que puedan ayudarnos a desentrañar la historia de la formación de Júpiter caliente”, dijo el primer autor Arvind Gupta, estudiante de doctorado en Penn State.

TIC 241249530b fue detectado por primera vez por el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS) al detectar una caída en el brillo de su estrella en 2020. Fue solo cuando se utilizaron otros instrumentos para confirmar la observación que se revelaron sus características excepcionales, incluido el hecho de que es cinco veces más masivo que Júpiter.

Inevitablemente, los descubridores esperan tener tiempo a bordo del JWST para observar los efectos de una órbita tan extraordinaria. «Estamos especialmente interesados ​​en lo que podamos aprender sobre la dinámica de la atmósfera de este planeta después de que realice uno de sus pasajes abrasadores cerca de su estrella», dijo Wright.

El estudio se publica en la revista Nature.