Descubren un extraño planeta cuyo año dura 16 horas

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

Gracias a los tránsitos -caídas periódicas en la luz de la estrella que indican que un objeto pasa por delante- observados por TESS y el seguimiento de varios telescopoios terrestres, los astrónomos confirmaron que la existencia de un planeta, designado TOI-2109b, cuya órbita dura aproximadamente 16 horas. «Nos dimos cuenta de que teníamos algo muy interesante y relativamente raro», dice Avi Shporer, del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT.

El equipo determinó que TOI-2109b es aproximadamente cinco veces más masivo que Júpiter, un 35 por ciento más grande, y está extremadamente cerca de su estrella, a una distancia de unos 2.400.000 km. Puede parecer mucho, pero no lo es en absoluto. Mercurio, en comparación, está a unos 70 millones de km del Sol.

Dadas las dimensiones del planeta y la proximidad a su estrella, los investigadores determinaron que TOI-2109b era un Júpiter ultracaliente, con la órbita más corta de cualquier gigante gaseoso conocido. Como la mayoría de los Júpiter calientes, el planeta parece estar bloqueado por las mareas, con un lado de día y noche perpetuos, similar a la Luna con respecto a la Tierra. A partir de las observaciones de TESS, los investigadores pudieron presenciar el brillo variable del planeta mientras gira sobre su eje. Al observar el paso detrás de su estrella (conocido como eclipse secundario) en longitudes de onda tanto ópticas como infrarrojas, estimaron que el lado diurno alcanza temperaturas de más de 3.200 ºC. Es casi tan caliente como una estrella pequeña. Esto hace que TOI-2109b sea el segundo planeta más caliente detectado hasta ahora.

«Mientras tanto, el brillo del lado nocturno del planeta está por debajo de la sensibilidad de los datos de TESS, lo que plantea preguntas sobre lo que realmente está sucediendo allí», indica Shporer. «¿La temperatura allí es muy fría, o el planeta de alguna manera toma el calor del lado del día y lo transfiere al lado de la noche? Estamos al principio de intentar responder a esta pregunta para estos Júpiter ultracalientes», añade.

Pero este planeta no durará mucho. Cae en espiral hacia su estrella, un 50 por ciento más grande en tamaño y masa en comparación con nuestro Sol, a una velocidad de 10 a 750 milisegundos por año, más rápido que cualquier Júpiter caliente observado hasta ahora. Es lo que se llama un proceso de 'desintegración orbital', como el agua de un baño dando vueltas por el desagüe.

El descubrimiento presenta una oportunidad única para que los astrónomos estudien cómo se comportan los planetas cuando son atraídos y tragados por su estrella. «En uno o dos años, si tenemos suerte, es posible que podamos detectar cómo el planeta se acerca a su estrella», señala Ian Wong, autor principal del descubrimiento, postdoctorado en el MIT durante el estudio y ahora en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. «En nuestra vida no veremos al planeta caer en su estrella. Pero dale otros 10 millones de años y este planeta podría no estar allí», concluye.

Los investigadores esperan observar TOI-2109b con herramientas más poderosas en un futuro cercano, incluido el Telescopio Espacial Hubble y el Telescopio Espacial James Webb, que pronto se lanzará. «Los júpiter ultracalientes como TOI-2109b constituyen la subclase más extrema de exoplanetas», afirma Wong. «Acabamos de comenzar a comprender algunos de los procesos físicos y químicos únicos que ocurren en sus atmósferas, procesos que no tienen análogos en nuestro propio sistema solar».

Las observaciones futuras de TOI-2109b también pueden revelar pistas sobre cómo estos sistemas vertiginosos llegan a existir en primer lugar. «Desde el comienzo de la ciencia exoplanetaria, los Júpiter calientes han sido vistos como bichos raros», recuerda Shporer. «¿Cómo es que un planeta tan masivo y grande como Júpiter alcanza una órbita que solo dura unos pocos días? No tenemos nada parecido en nuestro sistema solar, y vemos esto como una oportunidad para estudiarlos y ayudar a explicar su existencia», agrega.

La investigación ha sido publicada en 'The Astronomical Journal'