Así es el exoplaneta ‘rebelde’ que orbita en sentido contrario a su estrella

Con la ayuda de un espectrógrafo infrarrojo, construido gracias al Instituto de Astrofísica de Canarias, un equipo internacional de astrónomos ha podido identificar la órbita única y retrógrada de un exoplaneta que cuenta con un radio 2,2 veces mayor y una masa 4,5 veces superior a los de la Tierra.

Un equipo internacional ha determinado la configuración orbital del exoplaneta GJ 3090 b mediante el uso de un espectrógrafo construido con la participación del Instituto Astrofísico de Canarias e instalado en el telescopio de 3,6 metros del Observatorio de La Silla (ESO, Chile).

Este planeta presenta una gran desalineación y orbita en sentido contrario a la rotación de su estrella. Este enigma resulta aún más complejo, ya que en este sistema planetario no existe ningún compañero masivo capaz de influir en su órbita, por lo tanto, no se conoce la razón de esta configuración. Los resultados se han publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.

Un astro y sus planetas se forman cuando una nube de gas y polvo colapsa sobre sí misma en algún lugar del espacio. A continuación, la nube forma un disco alrededor de la estrella naciente, en cuyo interior se forman los planetas.

 

 

En general, la protoestrella resultante y su disco giran en la misma dirección. En este escenario, los planetas formados en el disco se mueven en la mismo sentido que la rotación de la estrella y en el mismo plano que el ecuador estelar, perpendicular al eje de rotación. A esto se le conoce como sistemas alineados.

En el caso del Sistema Solar, los ocho planetas orbitan en la misma dirección que el Sol, pero existe un pequeño ángulo entre sus planos orbitales y el plano ecuatorial del Sol. Este ángulo, a menudo denominado ‘Psi’, varía entre aproximadamente 3 y 7 grados, dependiendo del planeta.

En el caso de la Tierra, por ejemplo, es de algo más de 7 grados. Esta pequeña desviación respecto a un escenario ideal podría exponer las perturbaciones que se produjeron durante la formación de nuestro sistema solar, como un encuentro con otra estrella o un colapso asimétrico de la nube inicial.

“La medición del ángulo Psi proporciona pistas sobre la formación y la evolución de los sistemas planetarios. Por lo tanto, es lógico que intentemos medirlo en otros sistemas«, explica el estudiante de doctorado del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Ginebra y primer autor del estudio, Yann Carteret. “Para nuestra sorpresa, este exoplaneta no solo tiene una órbita muy desalineada, sino que, además, orbita de forma retrógrada, en dirección opuesta a la rotación de su estrella”, añade.

 

El sistema planetario de GJ 3090

 

La estrella GJ 3090 es una enana roja, por lo que es más fría y pequeña que nuestro Sol. El planeta del estudio, que orbita alrededor de ella, fue detectado por primera vez por el telescopio espacial TESS, que escanea el cielo en busca de tránsitos (pequeñas variaciones periódicas en el brillo de una estrella causadas por el paso de un planeta por delante de ella). Posee un radio 2,2 veces mayor que el de la Tierra y una masa 4,5 veces superior, lo que lo convierte en un subneptuno, la clase más abundante de exoplanetas en nuestra galaxia.

En la investigación, se utilizó un instrumento NIRPS (Near InfraRed Planet Searcher en inglés) —un espectrógrafo ultraestable instalado en el telescopio ESO 3.6m en el Observatorio de La Silla—, para detectar otros dos planetas del sistema, confirmar la presencia de GJ 3090 b, medir su masa y, sobre todo, determinar su inusual configuración orbital. “El rendimiento de NIRPS ha permitido alcanzar la precisión necesaria para medir el ángulo entre el plano orbital del planeta y el plano ecuatorial de la estrella en el caso de un planeta tan pequeño”, comenta el investigador del IAC y coautor del estudio, Jonay González.

 

Un posible disco alternativo

 

El ángulo Psi de GJ 3090 b es de aproximadamente 136 grados. Solo se conocen otros cinco sistemas multiplanetarios que alberguen un planeta desalineado con un ángulo superior a 70 grados. Sin embargo, a diferencia de esos otros sistemas, no hay indicios de que haya un objeto masivo (otra estrella o planeta) orbitando alrededor de GJ 3090 que pudiera ser el responsable de esta configuración.

“La ausencia de un compañero masivo que explique esta órbita inusual nos ha llevado a explorar otras hipótesis”, explica el profesor e investigador del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y coautor del estudio, Vincent Bourrier. “En el caso de GJ 3090, la estrella podría haber acumulado un disco secundario desalineado y retrógrado en el que se formaron posteriormente los planetas del sistema”, concluye.