La extraña orbita de un exoplaneta gigante que se catapulta alrededor de su estrella
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Esta ilustración compara la órbita excéntrica de HR 5183 b
con las órbitas más circulares de los planetas en nuestro propio sistema solar.
Crédito: Observatorio W. M. Keck / Adam Makarenko.
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Tres veces la masa de Júpiter, el primer planeta de su tipo gira alrededor de su estrella en un recorrido extraño.
Astrónomos han descubierto un planeta tres veces la masa de Júpiter que viaja por un largo camino en forma de huevo alrededor de su estrella. Si este planeta fuera colocado de alguna manera en nuestro propio sistema solar, se movería desde nuestro cinturón de asteroides hasta más allá de Neptuno. Se han encontrado otros planetas gigantes con órbitas altamente elípticas alrededor de otras estrellas, pero ninguno de esos mundos se encuentra en los confines más externos de sus sistemas estelares como este.
"Este planeta es diferente a los planetas de nuestro sistema solar, pero más que eso, es diferente a cualquier otro exoplaneta que hayamos descubierto hasta ahora", dice Sarah Blunt, estudiante graduada de Caltech y primera autora del nuevo estudio publicado en The Astronomical Journal. "Otros planetas detectados lejos de sus estrellas tienden a tener excentricidades muy bajas, lo que significa que sus órbitas son más circulares. El hecho de que este planeta tenga una excentricidad tan alta habla de alguna diferencia en la forma en que se formó o evolucionó en relación con el planeta. otros planetas."
El planeta fue descubierto usando el método de velocidad radial, un caballo de batalla del descubrimiento de exoplanetas que detecta nuevos mundos al rastrear cómo sus estrellas prognitoras "se tambalean" en respuesta a tirones gravitacionales de esos planetas.
Sin embargo, los análisis de estos datos generalmente requieren observaciones tomadas durante todo el período orbital de un planeta. Para los planetas que orbitan lejos de sus estrellas, esto puede ser difícil: una órbita completa puede llevar decenas o incluso cientos de años.
California Planet Search, dirigida por el profesor de astronomía Caltech Andrew W. Howard, es uno de los pocos grupos que observa a las estrellas durante las escalas de tiempo de décadas necesarias para detectar exoplanetas de largo período utilizando la velocidad radial.
Los datos necesarios para hacer el descubrimiento del nuevo planeta fueron proporcionados por primera vez por el Observatorio WM Keck en Hawai. En 1997, el equipo comenzó a usar el espectrómetro Echelle de alta resolución (HIRES) en el telescopio Keck I para tomar medidas de la estrella del planeta, llamada HR 5183.
"La clave fue la persistencia", dijo Howard. "¡Nuestro equipo siguió a esta estrella con el Observatorio Keck durante más de dos décadas y solo vio evidencia del planeta en los últimos dos años! Sin ese esfuerzo a largo plazo, nunca habríamos encontrado este planeta".
Además del Observatorio Keck, California Planet Search también utilizó el Observatorio Lick en el norte de California y el Observatorio McDonald en Texas.
Los astrónomos han estado observando HR 5183 desde la década de 1990, pero no tienen datos correspondientes a una órbita completa del planeta, llamada HR 5183 b, porque rodea su estrella aproximadamente cada 45 a 100 años. En cambio, el equipo encontró el planeta debido a su extraña órbita.
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Esta ilustración compara la órbita excéntrica de HR 5183 b
con las órbitas más circulares de los planetas en nuestro propio sistema solar.
Crédito: Observatorio W. M. Keck / Adam Makarenko.
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"Este planeta pasa la mayor parte del tiempo merodeando en la parte externa del sistema planetario de su estrella en esta órbita altamente excéntrica, luego comienza a acelerar y se catapulta alrededor de su estrella", explica Howard. "Detectamos este movimiento de «tirachinas». Vimos el planeta entrar y ahora está saliendo. Eso crea una firma tan distintiva que podemos estar seguros de que este es un planeta real, a pesar de que no hemos visto una órbita completa".
Los nuevos hallazgos muestran que es posible utilizar el método de velocidad radial para hacer detecciones de otros planetas lejanos sin esperar décadas. Y, sugieren los investigadores, buscar más planetas como este podría iluminar el papel de los planetas gigantes en la configuración de sus sistemas solares.
Los planetas toman forma de los discos de material que quedan después de que se forman las estrellas. Eso significa que los planetas deberían comenzar en órbitas planas y circulares. Para que el planeta recién detectado esté en una órbita tan excéntrica, debe haber recibido una “patada gravitacional” de algún otro objeto.
El escenario más plausible, proponen los investigadores, es que el planeta alguna vez tuvo un vecino de tamaño similar. Cuando los dos planetas se acercaron lo suficiente el uno al otro, uno empujó al otro fuera del sistema solar, obligando al HR 5183 b a entrar en una órbita altamente excéntrica.
"Este planeta recién descubierto básicamente habría entrado como una bola de demolición", dice Howard, "golpeando cualquier cosa que salga del sistema".
Este descubrimiento demuestra que nuestra comprensión de los planetas más allá de nuestro sistema solar todavía está evolucionando. Los investigadores continúan encontrando mundos que no se parecen a nada en nuestro sistema solar o en sistemas solares que ya hemos descubierto.
"Copérnico nos enseñó que la Tierra no es el centro del sistema solar y, a medida que nos expandimos para descubrir otros sistemas solares de exoplanetas, esperábamos que fueran copias de carbono de nuestro propio sistema solar", explica Howard, "pero solo ha sido uno sorpresa tras otra en este campo. Este planeta recién descubierto es otro ejemplo de un sistema que no es la imagen de nuestro sistema solar, pero tiene características notables que hacen que nuestro universo sea increíblemente rico en diversidad ".
Fuente: Observatorio W. M. Keck,
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