La existencia de planetas tipo "Júpiter calientes" no es compatible con los planetas similares a la Tierra

19 de abril de 2010

Se han descubierto nueve exoplanetas nuevos, algunos de ellos con órbitas retrógradas. Estos descubrimientos hacen sospechar a los científicos que la existencia de planetas tipo "Júpiter calientes" no es compatible con los planetas similares a la Tierra.
Estos exoplanetas han sido descubiertos por el proyecto SuperWASP, dirigido por un grupo de universidades británicas y que se sirvió de diversas cámaras CCD y de lentes de gran angular ubicadas en La Palma y en Sudáfrica. SuperWASP busca planetas en tránsito que se mueven delante de sus estrellas, bloquendo parte de su luz. La cantidad de luz bloqueada es un indicativo del diámetro del planeta. Las masas de estos exoplanetas fueron posteriormente confirmadas gracias al espectrógrafo HARPS del Observatorio Europeo Austral (ESO), en Chile, que mide la cantidad del bamboleo de la estrella causado por la masa de un planeta en órbita alrededor de ella. Los nueve nuevos planetas son gigantes gaseosos cercanos a su estrella, pero de una manera u otra todos son un poco extraños.
Por ejemplo, WASP-21 está muy hinchado, y WASP-29 es extremadamente compacto lo que sugiere que tiene un núcleo masivo sobre el que se encuentra una capa de gas relativamente estrecha. WASP-21 es probablemente, casi en su totalidad de gas , lo cual es consistente con el hecho de que está orbitando una estrella muy antigua. Esta diferencia es de extrañar puesto que ambos tienen masas similares a Saturno, 0,3 y 0,25 veces la masa de Júpiter, respectivamente, es decir, el diámetro de un planeta no depende de su masa. Los resultados de SuperWASP, cuando se combinan con las encuestas de anteriores exoplaneta, sugieren que los elementos más pesados que hay en una estrella (y por tanto en el disco protoplanetario a patir del cual se formaron los planetas), pueden indicar el tamaño de los planetas que giran a su alrededor. Cuanto más pesados sean los elementos existentes en una estrella, más pequeños serán sus planetas. Ejemplo de ello es el caso de WASP-21, que está orbitando alrededor de una estrellas pobre en metales que se formó hace más de ocho millones de años. "Por fin", dice Andrew Collier- Cameron, "tenemos un predictor para el diámetro de un planeta si sabemos cuál es la proporción de elementos pesados en una estrella".
Otro caso extraño de este lote de nueve exoplanetas es WASP-33. La estrella alrededor de la cual orbita este Júpiter caliente (un Júpiter caliente es un gigante gaseoso como Júpiter, pero que está muy cerca de su estrella, mucho más cerca que Mercurio del Sol) es la estrella más caliente encontrada alrededor de la cual orbita un planeta tan cerca de su superficie. Además, este exoplaneta tiene una dirección totalmente opuesta a la dirección de rotación de la estrella.
El disco protoplanetario de gas y polvo del que se forman los planetas gira en la misma dirección que la estrella situada en su centro, por lo que la lógica exige que todos los planetas orbiten también en esta dirección. Con este punto de vista convencional de formación de planetas es difícil explicar las órbitas de los planetas retrógrados o con órbitas inclinadas, o con caminos similares a los de los cometas. Sin embargo, dada la magnitud del número de planetas con órbitas retrógradass o excéntricas que los astrónomos están descubriendo, tal vez sea hora de reconsiderar lo que consideramos convencional. Esta idea ha sido propuesta por Cameron y Didier Queloz, del Observatorio de Ginebra, que participaron en las mediciones de velocidad radial del proyecto SuperWASP del ESO.
Un planeta en particular - WASP-8 - puede ser la clave para explicar por qué algunos planetas tienen órbitas extrañas. Wasp-8 no sólo tiene una órbita hacia atrás, también tiene una órbita excéntrica que se inclina 114 grados con respecto al plano de su sistema planetario. Fundamentalmente, las observaciones apuntan a la existencia de una enana marrón o incluso una compañera enana roja al acecho. De acuerdo a un fenómeno conocido como efecto Kozai, la estrella primaria y su compañera de baja masa se embarcan en un tira y afloja sobre el planeta desafortunado atascado en el medio.
Según los científicos, una posible explicación al movimiento retrógrado de los exoplanetas es que la proximidad de los "Júpiter calientes" a sus estrellas no se debe a las interacciones con el disco de polvo, sino a un proceso evolutivo más lento que implicaría "un tira y afloja" gravitatorio con estrellas o planetas más distantes, en un proceso de cientos de millones de años de duración.
"Un dramático efecto secundario de este proceso es que podría terminar con cualquier planeta pequeño similar a la Tierra", según Queloz.
Esto contrasta fuertemente con el modelo convencional de que los gigantes gaseosos migran hacia adentro, hacia su estrella durante los primeros pocos millones de años. Mientras Cameron y Queloz no descartan por completo la migración - todavía hay una cierta evidencia de que los gigantes gaseosos de nuestro propio Sistema Solar han migrado en un menor grado - argumentan que el efecto Kozai es la pieza que faltaba del rompecabezas, porque la migración no puede explicar las órbitas excéntrica o retrógradas. Y esta es una mala noticia para la búsqueda de planetas similares a la Tierra. Este efecto Kozai podría arrojar planetas de tipo terrestres hacia el espacio exterior, por lo que los científicos deducen que los planetas tipo Júpiter caliente y los planetas tipo Tierra no so compatibles es un mismo sistema.
Otra cuestión a resolver es la presencia en estos sistemas, en los que hay planetas tipo Júpiter caliente, de una enana marrón o su ausencia.
En general, sin embargo, el efecto Kozai tiene el potencial para revolucionar nuestra comprensión de los exoplanetas. Según Queloz, que formó parte del equipo que descubrió el primer exoplaneta Júpiter caliente alrededor de 51 Pegasi en 1995, el nuevo parámetro para ver los ángulos de las órbitas de los exoplanetas ha abierto una nueva dimensión a estas investigaciones.
Para Andrew Cameron, estos descubrimientos son la justificación de que el proyecto SuperWASP, que ha descubierto un total de 27 nuevos exoplanetas desde 2006, impulse la investigación de exoplanetas.

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