Se encuentra un planeta en órbita inclinada alrededor de una lejana estrella

El extraño descubrimiento puede ayudar a refinar las teorías sobre cómo se forman los planetas y sistemas solares.

Un equipo internacional de investigadores ha encontrado un planeta alrededor de otra estrella cuya órbita está acusadamente inclinada respecto al plano del ecuador de la estrella, un hallazgo que contradice algunas teorías sobre cómo se forman los sistemas solares.

En nuestro propio Sistema Solar, todos los planetas orbitan al Sol casi exactamente en el mismo plano de rotación del Sol – y tal alineación es requerida por las teorías actualmente aceptadas sobre cómo se forman las estrellas y planetas a partir de discos en colapso de gas y polvo. Cualquier desalineación, tal como la que encontró el equipo, debe haber ocurrido como resultado de una perturbación en algún momento tras la formación del planeta, dicen los teóricos.

Joshua Winn explica el método usado para detectar la inclinada órbita del planeta XO-3b. Debido a su rotación, la luz de un lado de la estrella está desplazada al azul (moviéndose hacia el observador), mientras que el otro lado se desplaza al rojo (se aleja). Cuando un planeta lo cruza en una órbita inclinada, bloquea un lado más que otro, cambiando el equilibrio de colores en la luz estelar. Imagen / Donna Coveney

Los astrónomos están interesados en explorar características de tales planetas lejanos en parte para refinar las teorías de formación planetaria, y en parte sólo para comprender los tipos de variaciones que puede haber en el universo a nuestro alrededor – para “ver cómo se lanzaron los datos en otros sistemas solares”, dice el físico del MIT Joshua Winn, que lideró el equipo que midió la órbita inclinada del planeta.

Detectar esta extraña órbita requirió una combinación de buena suerte, tecnología avanzada e ingeniosa metodología. Winn, profesor asistente de física en el Instituto Kavli para Astrofísica e Investigación Espacial del MIT, y un equipo de astrónomos usaron uno de los dos telescopios más grandes del mundo para hacer el laborioso trabajo de observación que confirmó las pistas previas de la órbita única del planeta.

El planeta, conocido como XO-3b, se descubrió en 2007 gracias a un método que depende de una posibilidad de alineación de la órbita del planeta con la línea de visión entre su estrella y la Tierra. Debido a tal alineación, el planeta pasa a veces directamente frente a la estrella visto desde aquí – un evento llamado tránsito – provocando de esta forma una ligera atenuación en la luz estelar. Tal atenuación puede detectarse con un potente telescopio conectado a un medidor de luz altamente sensible, o fotómetro. De los más de 350 exoplanetas descubiertos hasta la fecha, sólo algo menos de dos docenas se han encontrado a través de este método de tránsito.

Detectar el propio planeta fue relativamente fácil, dado que atenúa la luz estelar aproximadamente en un 1%. Pero ir un paso más allá y medir en ángulo de su órbita, incluso con herramientas tan potentes, significa que “tenemos que tener mucho cuidado al hacerlo”, dice Winn. Resulta que si un planeta cruza el disco de la estrella en un ángulo con respecto a la propia rotación estelar, esto causa un patrón distintivo de cambio en el color global de la estrella, cuando se mide con un espectrógrafo muy sensible, debido al desplazamiento Doppler provocado por la rotación de la estrella.

Las pistas de tal firma espectral se vieron el año pasado por parte de otro equipo, pero el equipo reconoció que no podían confiar demasiado en sus resultados. Las nuevas observaciones, llevadas a cabo por Winn y su equipo en febrero en el Observatorio Keck I en Hawai, proporcionaron una medida clara y sólida del la distintiva inclinación del planeta, determinando el ángulo de la órbita en aproximadamente 37 grados desde el ecuador de la estrella. Se informa de dichos resultados en un artículo enviado a la revista Astrophysical Journal, el cual fue recientemente publicado on-line y se publicará en el ejemplar de agosto de la revista.

Una gran mayoría de los planetas descubiertos hasta el momento orbitando otras estrellas – conocidos como exoplanetas – son planetas muy grandes comparables a los gigantes gaseosos de nuestro Sistema Solar, pero orbitando sus estrellas mucho más cerca (y por tanto más rápido). Esto es debido a que el método usado para detectar estos planetas hace mucho más fácil la detección de los gigantes cercanos que de los más pequeños y lejanos. En el caso de XO-3b, tiene aproximadamente 13 veces la masa de Júìter, aunque orbita a su estrella con un periodo, o “año”, de apenas 3,5 días (Júpiter, por el contrario, necesita casi 12 años para completar una órbita). Este tamaño y cercanía a su estrella son “inusuales, incluso para los estándares de los exoplanetas”, dice Winn.

Tales “Júpiter calientes” – conocidos así por recordar al mayor planeta del Sistema Solar, pero que estarían mucho más calientes debido a su proximidad a sus estrellas madre – podrían no haberse formado en los lugares que vemos ahora, de acuerdo con la teoría de formación planetaria aceptada. Deben haberse formado mucho más lejos de la estrella y luego migrado hacia el interior a sus posiciones actuales. Los astrónomos han logrado distintos mecanismos para tener en cuenta la migración: la atracción gravitatoria de otros planetas cuando pasan cerca, o la atracción del disco de gas y polvo a partir del cual se formaron la estrella y sus planetas.

Los encuentros cercanos con otros planetas podrían amplificar mucho una ligera inclinación inicial, pero la atracción del disco de material no. Por lo que la teoría no podría contar con planetas que terminasen en una órbita tan inclinada, lo cual descarta la teoría al menos en el caso de este planeta concreto.

En los próximos años, nuevos telescopios como el observatorio espacial Kepler empezarán a descubrir un número cada vez mayor de exoplanetas, “será interesante identificar más de los que están inclinados, encontrar los suficientes para ser capaces de descubrir patrones”, dice Winn.

Además de Winn, el equipo incluyó a John Asher Johnson de la Universidad de Hawai; Daniel Fabrycky, Gil Esquerdo y Matthew Holman del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica; Andrew Howard y Geoffrey Marcy de la Universidad de California en Berkeley; Norio Narita del Observatorio Nacional de Japón; Ian Crossfield de UCLA; Yasushi Suto de la Universidad de Tokio; y Edwin Turner de la Universidad de Princeton. El trabajo estuvo patrocinado por la el Programa Orígenes de la NASA, una beca de posdoctorado de la Fundación Nacional de Ciencia y la Iniciativa Centro Mundial de Investigación Internacional Principal.

Fuente | Ciencia Kanija