Un planeta 'condenado' a ser tragado por su estrella moribunda da pistas sobre el final de la Tierra

«Nunca antes habíamos visto un planeta así alrededor de una estrella evolucionada», dice Shreyas Vissapragada, del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian y autor principal del nuevo estudio que publica 'The Astrophysical Journal Letters'. «La teoría predice que las estrellas evolucionadas son muy efectivas para extraer energía de las órbitas de sus planetas, y ahora podemos probar esas teorías con observaciones», afirma.

El telescopio espacial Kepler descubrió este mundo poco después de su lanzamiento en 2009. Curiosamente, fue su primer candidato a exoplaneta, pero se tardó casi un década en confirmar su existencia, momento en el que fue denominado como Kepler-1658b. Se trata de un Júpiter caliente, el apodo que reciben los cuerpos de la masa y tamaño de nuestro Júpiter pero situados en órbitas extremadamente cercanas alrededor de sus estrellas anfitrionas. Para Kepler-1658b, esa distancia es solo una octava parte de la que existe entre nuestro Sol y su planeta en órbita más estrecha, Mercurio. Para los Júpiter calientes y otros planetas como Kepler-1658b que ya están muy cerca de sus estrellas, la descomposición orbital seguramente culminará en la destrucción.

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Medir la descomposición orbital de los exoplanetas ha sido un desafío para los investigadores porque el proceso es muy lento y gradual. En el caso de Kepler-1658b, según el nuevo estudio, su período orbital está disminuyendo a un ritmo minúsculo de aproximadamente 131 milisegundos (milésimas de segundo) por año, con una órbita más corta que indica que el planeta se ha acercado a su estrella.

Detectar esta disminución requirió varios años de observación cuidadosa. Comenzó con Kepler y después se sumaron el Telescopio Hale del Observatorio Palomar en el sur de California y finalmente el Telescopio de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS), que se lanzó en 2018. Los tres instrumentos capturaron tránsitos, el término para cuando un exoplaneta cruza la cara de su estrella y provoca una atenuación muy leve de su brillo, como si fuera un pequeño eclipse. En los últimos trece años, el intervalo entre los tránsitos de Kepler-1658b ha disminuido leve pero constantemente.

La causa principal de la descomposición orbital experimentada por Kepler-1658b son las mareas, el mismo fenómeno responsable del ascenso y descenso diarios de los océanos de la Tierra. Las mareas son generadas por interacciones gravitatorias entre dos cuerpos en órbita, como entre nuestro mundo y la Luna o Kepler-1658b y su estrella. La gravedad de los cuerpos distorsiona las formas de los demás y, a medida que los cuerpos responden a estos cambios, se libera energía. Dependiendo de las distancias, los tamaños y las tasas de rotación de los cuerpos involucrados, estas interacciones de marea pueden dar como resultado que los cuerpos se empujen entre sí: en el caso de la Tierra y la Luna, esta gira lentamente hacia afuera. Kepler-1658b, al contrario, gira lentamente hacia su estrella.

La estrella de Kepler-1658b ha evolucionado hasta el punto de su ciclo de vida estelar en el que ha comenzado a expandirse, tal como se espera que lo haga nuestro Sol, y ha entrado en lo que los astrónomos llaman una fase subgigante. La estructura interna de las estrellas evolucionadas conduce más fácilmente a la disipación de la energía de las mareas de los planetas en órbita. Esto acelera el proceso de descomposición orbital, lo que facilita el estudio en escalas de tiempo humanas.

Los resultados ayudan aún más a explicar una rareza intrínseca de Kepler-1658b, que parece más brillante y más caliente de lo esperado. Las interacciones de las mareas que reducen la órbita del planeta también pueden estar generando energía adicional dentro del propio planeta, dice el equipo.

Vissapragada apunta a una situación similar con la luna Io de Júpiter, el cuerpo más volcánico del Sistema Solar. El tira y afloja gravitatorio de Júpiter en Io derrite las entrañas del planeta. Esta roca fundida luego entra en erupción en la famosa superficie infernal de la luna, similar a una pizza, de depósitos sulfurosos amarillos y lava roja fresca.

Los investigadores esperan sumar observaciones adicionales de Kepler-1658b para arrojar más luz sobre las interacciones de los cuerpos celestes. También confían en que TESS, programado para seguir examinando miles de estrellas cercanas, descubra muchos otros casos de exoplanetas que circulan por los «desagües» de sus estrellas anfitrionas.

«El sistema Kepler-1658 puede servir como un laboratorio celestial en los próximos años y, con un poco de suerte, pronto habrá muchos más de estos laboratorios», apunta Vissapragada.