Los astrónomos detectan un planeta "muy excéntrico" en camino a convertirse en un Júpiter caliente

Los Júpiter calientes son algunos de los planetas más extremos de la galaxia. Estos abrasadores mundos son tan masivos como Júpiter y giran muy cerca de su estrella, dando vueltas en unos pocos días, en comparación con la pausada órbita de 4.000 días de nuestro propio gigante gaseoso alrededor del Sol.

Los científicos sospechan, sin embargo, que los Júpiter calientes no siempre fueron tan calientes y, de hecho, pueden haberse formado como "Júpiter fríos" en entornos más gélidos y distantes. Pero cómo evolucionaron hasta convertirse en los gigantes gaseosos que abrazan estrellas y que los astrónomos observan hoy es una gran incógnita. Los investigadores publican sus hallazgos en la revista 'Nature'.

Ahora, astrónomos del MIT y de la Universidad Estatal de Pensilvania (Estados Unidos), entre otros, han descubierto un "progenitor" de Júpiter caliente, una especie de planeta joven que está en pleno proceso de convertirse en un Júpiter caliente. Y su órbita está proporcionando algunas respuestas a la evolución de los Júpiter calientes.

El nuevo planeta, al que los astrónomos han denominado TIC 241249530 b, orbita una estrella que se encuentra a unos 1.100 años luz de la Tierra. El planeta gira alrededor de su estrella en una órbita muy "excéntrica", lo que significa que se acerca muchísimo a ella antes de alejarse y luego retroceder en un circuito elíptico estrecho. Si el planeta fuera parte de nuestro sistema solar, se acercaría diez veces más al Sol que Mercurio, antes de alejarse a toda velocidad, pasando justo por delante de la Tierra, y luego daría la vuelta.

Según los cálculos de los científicos, la órbita alargada del planeta tiene la mayor excentricidad de cualquier planeta detectado hasta la fecha. La órbita del nuevo planeta también es única por su orientación "retrógrada". A diferencia de la Tierra y otros planetas del sistema solar, que orbitan en la misma dirección que gira el Sol, el nuevo planeta viaja en una dirección contraria a la rotación de su estrella.

El equipo realizó simulaciones de dinámica orbital y descubrió que la órbita altamente excéntrica y retrógrada del planeta son señales de que probablemente esté evolucionando hacia un Júpiter caliente, a través de una "migración de alta excentricidad", un proceso por el cual la órbita de un planeta se tambalea y se encoge progresivamente a medida que interactúa con otra estrella o planeta en una órbita mucho más amplia.

En el caso de TIC 241249530 b, los investigadores determinaron que el planeta orbita alrededor de una estrella primaria que a su vez orbita alrededor de una estrella secundaria, como parte de un sistema binario estelar. Las interacciones entre las dos órbitas (la del planeta y su estrella) han hecho que el planeta se haya ido acercando gradualmente a su estrella con el paso del tiempo.

La órbita del planeta tiene actualmente forma elíptica y tarda unos 167 días en completar una vuelta completa alrededor de su estrella. Los investigadores predicen que, dentro de mil millones de años, el planeta migrará a una órbita mucho más cerrada y circular, y girará alrededor de su estrella cada pocos días. En ese momento, el planeta habrá evolucionado completamente hasta convertirse en un Júpiter caliente.

"Este nuevo planeta respalda la teoría de que la migración de alta excentricidad debería explicar una fracción de los Júpiter calientes", afirma Sarah Millholland, profesora adjunta de física en el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT. "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".

El nuevo planeta fue detectado por primera vez en datos tomados por el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA, una misión dirigida por el MIT que monitorea el brillo de las estrellas cercanas en busca de "tránsitos" o breves caídas en la luz de las estrellas que podrían indicar la presencia de un planeta que pasa frente a la luz de una estrella y la bloquea temporalmente.

Antes de esta detección, los astrónomos sólo conocían otro planeta, HD 80606 b, que se creía que era un Júpiter caliente primitivo. Ese planeta, descubierto en 2001, ostentaba hasta ahora el récord de mayor excentricidad. "Este nuevo planeta experimenta cambios realmente dramáticos en la luz estelar a lo largo de su órbita", afirma Millholland. "Debe haber estaciones realmente radicales y una atmósfera absolutamente abrasadora cada vez que pasa cerca de la estrella".

Las observaciones del equipo, junto con sus simulaciones de la evolución del planeta, respaldan la teoría de que los Júpiter calientes pueden formarse a través de una migración de alta excentricidad, un proceso por el cual un planeta se mueve gradualmente a su lugar mediante cambios extremos en su órbita a lo largo del tiempo.

"No solo de este estudio, sino también de otros estudios estadísticos, se desprende claramente que una fracción de los Júpiter calientes se debe a migraciones de alta excentricidad", señala Millholland. "Este sistema pone de relieve la increíble diversidad que pueden tener los exoplanetas. Son otros mundos misteriosos que pueden tener órbitas alocadas que cuentan la historia de cómo llegaron a ser así y hacia dónde se dirigen. En el caso de este planeta, su viaje aún no ha terminado".