Kepler descubre un nuevo sistema de planetas calientes

Exoplanetas © by NASA Goddard Photo and Video

Artículo publicado por Jude Dineley el 22 de diciembre de 2011 en Cosmos Magazine

El descubrimiento de un sistema compacto de planetas abrasados orbitando una antigua gigante roja, tiene importantes implicaciones para las teorías de evolución estelar.

Los nuevos planetas, conocidos como KOI 55.01 y KOI 55.02, son los primeros en hallarse usando una nueva técnica basada en minúsculas fluctuaciones del brillo. Se descubrieron orbitando cerca de una estrella subenana B caliente conocida como KIC 05807616, situada a 3850 años luz de distancia. Esta estrella, que una vez fue gigante roja, se ha visto parcialmente desnudada por los planetas cercanos, que a su vez se han visto transformados de gigantes gaseosos a pequeños remanentes ricos en hierro.

El descubrimiento se hizo usando datos recopilados por la nave Kepler de la NASA, el buscador de planetas que ya ha descubierto 170 sistemas planetarios y 708 planetas extrasolares (que son planetas fuera de nuestro sistema solar). Justo ayer se informaba del descubrimiento de un par distinto de planetas extrasolares.

“Este descubrimiento tiene unas interesantes implicaciones para nuestra comprensión de la evolución de lso sistemas estelares”, dice el coautor Stéphane Charpinet, astrofísico de la Universidad de Toulouse en Francia, del estudio publicado hoy en Nature.

“Esto sugiere que los planetas pueden desempeñar un papel importante en la evolución de las estrellas, especialmente en las etapas finales. Este sistema es el primer caso documentado de planetas que influyen en la evolución de una estrella”.

Un hallazgo inesperado

De acuerdo con Charpinet, cuando su equipo empezó a observar variaciones periódicas en la luz emitida por la estrella KIC 05897616, no buscaban planetas, y terminaron encontrándolos por casualidad.

“Las estrellas pueden verse sacudidas por vibraciones y estas oscilaciones pueden decirnos mucho sobre la estructura de las capas internas de la estrella, que no pueden verse de otra forma”, dice Charpinet. “Sin embargo, para KIC 05807616, además de las vibraciones claramente detectadas [en las que estábamos inicialmente interesados], encontramos dos variaciones adicionales del brillo muy débiles, de menos del 0,005% de la media del brillo de la estrella, que no podían atribuirse a causas asociadas a la propia estrella”.

Los investigadores propusieron la presencia de dos planetas muy cerca de la estrella como la causa más probable de las minúsculas fluctuaciones. Conforme los planetas orbitan KIC 05807616, el ‘lado diurno’ de cada planeta que mira hacia la estrella se ve iluminado. Cuando cambia la orientación de los planetas a lo largo de su órbita en relación a la estrella y nosotros, los observadores, la cantidad de luz dirigida hacia nosotros fluctúa. Es el mismo fenómeno que hemos estado observando en las variaciones del brillo de la Luna.

Un primer descubrimiento planetario

La gran proximidad e iluminación de la mitad de la superficie de cada planeta también produce un calor extremo de la superficie expuesta, alrededor de 8000 a 9000 Kelvin. Las altas temperaturas provocan que el planeta irradie luz, además de reflejarla. Ambos mecanismos producen las minúsculas fluctuaciones en el brillo observadas en el estudio.

Estos planetas son los primeros en ser descubiertos usando este método. “Los cambios de brillo [normalmente observados] son tan minúsculos que este efecto se ha usado en gran medida para caracterizar planetas conocidos, más que para descubrir nuevos”, dice Michael Ireland, astrofísico de la Universidad Macquarie en Sídney que no estuvo implicado en el estudio. “Esta investigación muestra que con la monitorización precisa del brillo combinado de estrella y planeta, el contraste de la superficie de los planetas abrasados entre el día y la noche es suficiente para descubrir nuevas poblaciones de planetas”.

¿Un nuevo mecanismo de evolución estelar?

Las órbitas de los planetas alrededor de KIC 05807616 se han calculado en 50 veces más cercanas que la de Mercurio al Sol, las órbitas más cortas jamás observadas alrededor de una estrella activa. Los hallazgos apuntan a una intrigante historia del sistema estrella-planeta.

“La explicación más consistente para este sistema es que los dos planetas detectados eran originalmente planetas gaseosos gigantes que han sido engullidos por la estrella al convertirse en una gigante roja”, dice Charpinet. “Fueron arrastrados a las profundidades de la gigante roja hasta su posición actual”.

Conforme la gigante roja original se transformó en la estrella que se observa hoy, se habría ido despojando de las capas exteriores ricas en hidrógeno, con el resultado de una pérdida de masa. Sin embargo, las tasas de pérdida de masa que normalmente se encuentran no son suficientes para disparar la formación de la estrella subenana B caliente que observó Kepler. Charpinet y sus colegas proponen que los planetas recientemente descubiertos proporcionaron el “tirón” extra de masa requerido para que la estrella evolucionase a su estado actual.

“[En el mismo proceso, las capas más externas] de los planetas gigantes se evaporaron y perdieron sus capas más volátiles, dejando sólo pequeños cuerpos, que presumiblemente son los densos núcleos de hierro de los antiguos planetas gigantes”, comenta. Los núcleos se conocen como planetas Chthonianos.

Artículo traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en Cosmos Magazine, su autor es Jude Dineley.