Medida por primera vez la duración de un día en un exoplaneta

Observaciones llevadas a cabo con el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, han determinado, por primera vez, la velocidad de rotación de un exoplaneta. Se ha descubierto que la duración de un día en Beta Pictoris b es de tan solo ocho horas. Esta velocidad es mayor a la de cualquier planeta del Sistema Solar; su ecuador se mueve a casi 100.000 kilómetros por hora. Así, este nuevo resultado extiende a los exoplanetas la relación entre masa y rotación existente en el Sistema Solar. En el futuro, técnicas similares utilizando el E-ELT (European Extremely Large Telescope) permitirán a los astrónomos hacer mapas detallados de los exoplanetas.

El exoplaneta “Beta Pictoris b” orbita a la estrella Beta Pictoris, visible a simple vista, que se encuentra a unos 63 años luz de la Tierra, en la constelación austral de Pictor (el caballete del pintor). Este planeta fue descubierto hace casi seis años y fue uno de los primeros exoplanetas de los que se obtuvo imagen directa. Orbita a su estrella anfitriona a una distancia  de solo ocho veces la distancia Tierra-Sol (8UA)— siendo, además, el exoplaneta más cercano a su estrella captado en imágenes directas.

Utilizando el instrumento CRIRES, instalado en el VLT, un equipo de astrónomos holandeses de la Universidad de Leiden y delInstituto para la Investigación Espacial de los Países Bajos (SRON) ha descubierto que la velocidad de rotación ecuatorial del exoplaneta Beta Pictoris b es casi de 100.000 kilómetros por hora. Haciendo una comparación, el ecuador de Júpiter tiene una velocidad de unos 47.000 km por hora, mientras que la Tierra viaja a tan solo 1.700 km por hora. Beta Pictoris b es más de 16 veces más grande y 3.000 veces más masivo que la Tierra, pero un día en el planeta solo dura 8 horas.

“No se sabe por qué algunos planetas giran rápido y otros más despacio”, afirma el coautor del estudio Remco de Kok, “Pero esta primera medida de la rotación de un exoplaneta muestra que la tendencia vista en el Sistema Solar, en la que los planetas más masivos giran más deprisa, puede aplicarse a los exoplanetas. Debe tratarse de una consecuencia universal derivada de la forma en que se crean los planetas”.

Beta Pictoris b es un planeta muy joven, de tan solo unos 20 millones de años (muy poco comparados con los 4.500 millones de la Tierra). Con el paso del tiempo, se espera que el exoplaneta se enfríe y encoja, con lo cual girará aún más rápido. Por otro lado, hay otros procesos que pueden influir en el cambio de la velocidad de giro del planeta. Por ejemplo, el espín de la Tierra se está ralentizando con el paso del tiempo debido a las interacciones de marea con nuestra Luna.

Los astrónomos hicieron uso de una técnica muy precisa llamada espectroscopía de alta dispersión para dividir la luz en los colores que la forman — las diferentes longitudes de onda en el espectro. El principio del efecto Doppler (o desplazamiento Doppler) les permitió usar el cambio en la longitud de onda para detectar que diferentes partes del planeta se movían a velocidades diferentes y en direcciones opuestas en relación al observador. Eliminando cuidadosamente los efectos de la estrella anfitriona, mucho más brillante, fueron capaces de extraer la señal de la rotación del planeta.

“Hemos medido las longitudes de onda de la radiación emitida por el planeta con una precisión de una parte entre cien mil, lo que hace las mediciones sensibles a los efectos Doppler que pueden revelar la velocidad de los objetos emisores“, confirma el autor principal Ignas Snellen. “Utilizando esta técnica nos encontramos con que diferentes partes de la superficie del planeta se acercan o se alejan de nosotros a diferentes velocidades, lo cual sólo puede significar que el planeta gira alrededor de su eje“.

Esta técnica está estrechamente relacionada con la técnica para hacer imágenes Doppler, que ha sido utilizada durante varias décadas para realizar mapas de las superficies de las estrellas y, recientemente, de la enana marrón Luhman 16B (eso1404). La rápida rotación de Beta Pictoris b significa que, en el futuro, será posible hacer un mapa global del planeta, mostrando posibles patrones de nubes y grandes tormentas.

“Esta técnica puede utilizarse en una muestra mucho más grande de exoplanetas con la excelente resolución y sensibilidad del E-ELT y un espectrógrafo de imagen de alta dispersión. Con el futuro instrumento METIS (Mid-infrared E-ELT Imager and Spectrograph) seremos capaces de hacer mapas globales de exoplanetas y de caracterizar  planetas mucho más pequeños que Beta Pictoris b“, afirma el investigador principal de METIS y coautor del nuevo artículo, Bernhard Brandl.

Artículo Original