Un tango cósmico: la extraña órbita de este lejano planeta apunta a un pasado violento y caótico


Si cierras los ojos e imaginas un sistema de planetas orbitando una estrella distante, ¿qué ves?

Para la mayoría de las personas, tales pensamientos evocan sistemas que reflejan el sistema solar: planetas que orbitan una estrella anfitriona en órbitas casi circulares, planetas rocosos más cerca y gigantes como Júpiter en las profundidades heladas.

Sin embargo, cuanto más estudiamos el cosmos, más comenzamos a darnos cuenta de que los sistemas planetarios como el nuestro podrían ser más una excepción que una regla.

Imagine un sistema con un planeta gaseoso, un poco más grande que Saturno, rozando la superficie de su estrella anfitriona en una órbita extremadamente rápida. Hace un calor infernal y brilla con un rojo opaco, horneándose en radiación estelar.

Si HD83443c estuviera en el Sistema Solar, se acercaría al Sol casi hasta la órbita de Marte, luego giraría hacia afuera, terminando entre las órbitas de Saturno y Urano, antes de caer hacia el Sol una vez más. Código de colores: violeta = HD83443c, verde = Tierra, rojo = Marte, azul = Júpiter y amarillo = Saturno.

Luego imagine otro planeta gigante más lejos, más grande que Júpiter, moviéndose en una órbita distante y muy alargada que lo hace parecer más un cometa que un planeta tradicional.

No suena mucho como en casa, ¿verdad? Sin embargo, eso es lo que encontramos.

Presentamos el sistema planetario HD83443

La historia del sistema HD83443 comienza a fines del siglo XX, cuando los astrónomos comenzaron a observar obsesivamente estrellas similares al Sol. Estaban buscando evidencia de esas estrellas moviéndose de un lado a otro bajo la influencia de compañeros planetarios invisibles.

Usando el Telescopio Anglo-Australiano de 3,9 metros en el Observatorio Siding Spring cerca de Coonabarabran, los investigadores descubrieron un planeta que orbita la estrella HD83443. Este planeta, HD83443b, era tan masivo como los gigantes gaseosos Saturno y Júpiter.

Pero ahí es donde terminaron las similitudes. HD83443b es un «Júpiter caliente»: un planeta gaseoso gigante que roza la superficie de su estrella anfitriona (que es un poco más pequeña y más fría que el Sol), ¡y completa cada vuelta en menos de tres días terrestres!

Durante dos décadas desde su descubrimiento, hemos seguido monitoreando los movimientos del HD83443. En los últimos años, hemos estado realizando este trabajo en el Observatorio Mt Kent de la Universidad del Sur de Queensland.

Al combinar nuestras observaciones con otras, descubrimos un nuevo y extraño planeta en el sistema, que describimos en un artículo publicado el mes pasado.

Este mundo, HD83443c, tarda más de 22 años en orbitar alrededor de su estrella anfitriona y está unas 200 veces más lejos que su hermano infernal. Dado que el «año» de HD83443c es tan largo, necesitábamos más de dos décadas de observaciones para confirmar su existencia, rastreando una sola vuelta alrededor de su estrella anfitriona.

Pero lo que es realmente inusual es la excentricidad de su órbita. Mientras que los planetas del sistema solar siguen órbitas casi circulares, HD83443c sigue un camino mucho más alargado que recuerda a los cometas de nuestro sistema solar.

Las secuelas de un tango planetario

Los planetas como el «Júpiter caliente», HD83443b, son particularmente interesantes para los astrónomos, ya que no se parecen a nada cercano a casa. Los gigantes gaseosos como Júpiter comienzan sus vidas lejos de su estrella anfitriona, donde abundan los hielos.

Esos hielos les permiten crecer rápidamente, ganando suficiente masa para envolverse en enormes atmósferas.

A diferencia de los planetas gigantes del sistema solar, cuando HD83443b creció hasta la madurez, debe haber migrado hacia adentro para terminar cerca de su estrella anfitriona. ¿Qué provocó esta migración?

Bueno, a lo largo de los años, los astrónomos han encontrado muchos Júpiter calientes. Al tratar de comprender esos extraños planetas, se han propuesto varios mecanismos para explicar su migración, pero en la mayoría de los casos, cualquier evidencia de la causa de la migración se pierde en el pasado lejano.

Sin embargo, en el caso específico de HD83443b, parece que nuestro nuevo descubrimiento podría haber proporcionado la evidencia de la prueba irrefutable. El mundo recién descubierto, HD83443c, podría ser la razón por la que su hermano terminó en su órbita infernal actual.

Imagine HD83443c y HD83443b formándose por primera vez en las profundidades heladas del sistema HD83443. Habrían sido enterrados en el disco masivo de gas y polvo que rodea la estrella, llamado «disco protoplanetario».

A medida que los planetas se movían a través del disco, se alimentaban de él, se volvían cada vez más masivos y se desplazaban lentamente hacia adentro a medida que interactuaban con el disco que los rodeaba.

Este video, de la NASA, muestra la historia de los primeros 30 años de la era de los exoplanetas y los primeros 5000 exoplanetas conocidos. Se espera que la investigación futura revele decenas de miles más, incluidos sistemas como nuestro sistema solar.
Eventualmente se acercaron demasiado. No chocaron del todo, pero cuando pasaron uno junto al otro, sus inmensas atracciones gravitatorias actuaron como una honda, catapultándolos a ambos a nuevas órbitas.

HD83443b, el Júpiter caliente, fue arrojado hacia el interior en una órbita que roza la superficie de la estrella en su máxima aproximación, antes de volver a girar hacia la escena inicial de colisión cercana. El otro planeta, HD83443c, es lanzado hacia afuera en su trayectoria alargada actual.

Durante milenios, sucedió algo extraordinario. Cada vez que HD83443b se acercaba a su estrella anfitriona, su presencia provocaba mareas en la estrella y, a su vez, la estrella anfitriona provocaba que las mareas subieran sobre ella. Esto esencialmente habría «aplicado los frenos» al movimiento de HD83443b.

Esto significa que HD83443b perdió un poco de velocidad cada vez que pasaba junto a la estrella anfitriona. Mientras volaba de nuevo hacia el exterior, no pudo viajar tan lejos como antes y su órbita se circularizó lentamente. Fue arrastrado hacia adentro hasta que alcanzó su diminuta órbita circular actual, en la que pasará el resto de su vida.

HD83443c, sin embargo, no experimentó tal destino. Después de haber sido arrojado hacia el exterior durante el encuentro inicial con HD83443b, permaneció tan distante de la estrella central que su órbita nunca se vio afectada.

Su órbita muy lenta y alargada es evidencia de ese encuentro planetario inicial de cuando el sistema era joven.

¿No hay lugar como el hogar?

Esta historia es fascinante, pero el objetivo principal de nuestra búsqueda continua de mundos alienígenas es encontrar lugares mucho más parecidos a nuestro hogar.

Estamos utilizando las mismas herramientas que nos llevaron a HD83443c para encontrar sistemas planetarios como el nuestro, con planetas gigantes en órbitas alejadas de sus estrellas anfitrionas. Es posible que necesitemos contemplar las estrellas lejanas durante décadas seguidas, observando su elegante vals celestial.

Sin duda, encontraremos muchos más sistemas sorprendentes similares a HD83443, que revelan más sobre la verdadera variedad de sistemas planetarios que existen.

Con información de Phys.org

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