Astrónomos descubren un exoplaneta gigante que completa una órbita alrededor de su estrella en tan solo 16 horas

Hasta ahora los astrónomos han descubierto más de 4.000 planetas orbitando estrellas que se encuentran a miles de años luz de distancia de la Tierra. Entre estos planetas, conocidos como exoplanetas, podemos encontrar una gran variedad de apariencias: hay mundos rocosos, Tierras gigantes, Neptunos en miniatura o gigantes gaseosos más grandes y masivos que Júpiter.

Entre los exoplanetas más extraños descubiertos hasta la fecha se encuentran los «Júpiter calientes»: gigantescas burbujas de gas que son tan grandes como Júpiter, pero que tienen periodos orbitales de 10 días o menos, en contraste con los 12 años que le toma a Júpiter completar una órbita alrededor del Sol. Actualmente los científicos han descubierto alrededor de 400 exoplanetas de este tipo.

Entre todos los Júpiter calientes sobresale uno recientemente descubierto, conocido como TOI-2109b. Este exoplaneta es 5 veces más masivo que Júpiter y tiene un periodo orbital de tan solo 16 horas. Este es el exoplaneta gigante con el periodo orbital más corto que se ha descubierto hasta hoy.

Debido a la proximidad con su estrella, se estima que el lado diurno del planeta alcanza los 3500 kelvin, casi tan caliente como una estrella pequeña. Esto hace que el planeta, denominado TOI-2109b, sea el segundo más caliente detectado hasta ahora.

A juzgar por sus propiedades, los astrónomos piensan que TOI-2109b está en proceso de decaimiento (o deterioro) orbital. Esto quiere decir que el planeta se acerca cada vez más a su estrella, reduciendo su periodo orbital cada vez más.

El descubrimiento de TOI-2109b fue realizado inicialmente por el satélite TESS de la NASA, una misión liderada por el MIT que presenta una oportunidad única para que los astrónomos estudien cómo se comportan los planetas cuando son atraídos y tragados por su estrella. Se estima que tomará varios millones de años antes de que el planeta sea destruido por su estrella, pero en cuestión de años es posible que los astrónomos sean capaces de detectar una reducción significativa en la distancia que hay entre el planeta y su estrella, así como una reducción mínima en el periodo orbital.

El descubrimiento

El 13 de mayo de 2020, el satélite TESS de la NASA comenzó a observar TOI-2109, una estrella ubicada en la región sur de la constelación de Hércules, a unos 855 años luz de distancia de la Tierra. La estrella fue identificada por la misión como el “objeto de interés TESS” número 2.109, por la posibilidad de que pudiera albergar un planeta en órbita.

Durante casi un mes, la nave espacial recopiló mediciones de la luz de la estrella, que luego el equipo científico de TESS analizó en busca de tránsitos: disminuciones periódicas en la luz de las estrellas que podrían indicar que un planeta pasa por delante y bloquea brevemente una pequeña fracción de la luz que emite la estrella. Los datos de TESS confirmaron que la estrella alberga un objeto que transita aproximadamente cada 16 horas.

El equipo notificó a la comunidad astronómica en general y, poco después, varios observatorios realizaron un seguimiento de la estrella a lo largo de un año para observarla más de cerca en diferentes bandas de frecuencia. Estas observaciones, combinadas con la detección inicial de TESS, confirmaron que el objeto en tránsito era un planeta en órbita, que fue designado TOI-2109b.

Día y noche

Al analizar las mediciones en varias longitudes de onda ópticas e infrarrojas, el equipo determinó que TOI-2109b es aproximadamente 5 veces más masivo que Júpiter, aproximadamente un 35% más grande y extremadamente cerca de su estrella, a una distancia aproximada de tan solo 2.4 millones de kilómetros. Mercurio, en comparación, se encuentra a una distancia promedio del Sol de 58 millones de kilómetros.

La estrella TOI-2109 es aproximadamente un 50% más grande y más masivo que el Sol. A partir de las propiedades observadas del sistema, los investigadores estimaron que el planeta TOI-2109b está reduciendo su periodo orbital de 10 a 750 milisegundos por año, más rápido que cualquier Júpiter caliente observado hasta ahora.

Dadas las dimensiones del planeta y la proximidad a su estrella, los investigadores determinaron que TOI-2109b es un Júpiter ultracaliente, con la órbita más reducida de cualquier gigante gaseoso conocido. Como la mayoría de los Júpiter calientes, el planeta parece tener acoplamiento de marea, esto quiere decir que el periodo orbital y el periodo de rotación del planeta tiene la misma duración. Esto provoca que una cara del planeta esté siempre iluminada mientras que la otra cara se encuentre en penumbra perpetua, similar a la Luna con respecto a la Tierra. A partir de las observaciones de TESS de un mes de duración, el equipo pudo presenciar la variación en el brillo del planeta mientras gira sobre su eje. Al observar el paso del planeta detrás de su estrella (conocido como eclipse secundario) en longitudes de onda ópticas e infrarrojas, los investigadores estimaron que el lado diurno alcanza temperaturas de más de 3.500 kelvin.

Fuente: https://news.mit.edu/