Con ayuda de un espectrógrafo infrarrojo construido con participación del Instituto de Astrofísica de Canarias, un equipo internacional de astrónomos logró determinar la particular configuración orbital de GJ 3090 b, un exoplaneta con un radio 2,2 veces mayor y una masa 4,5 veces superior a la de la Tierra.
Un equipo internacional de astrónomos logró determinar la configuración orbital de GJ 3090 b, un exoplaneta que presenta una característica poco habitual: su órbita está fuertemente desalineada respecto al eje de rotación de su estrella y, además, se desplaza en sentido contrario a ella.
El hallazgo fue posible gracias a observaciones realizadas con NIRPS (Near InfraRed Planet Searcher), un espectrógrafo infrarrojo ultraestable instalado en el telescopio ESO 3,6 m del Observatorio de La Silla, en el desierto de Atacama, Chile, y construido con participación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC).
Los resultados, publicados en la revista Astronomy & Astrophysics, plantean una nueva interrogante sobre la formación y evolución de este sistema planetario: ¿cómo llegó este planeta a tener una órbita tan particular si no existe otro objeto masivo que pueda explicar su trayectoria?
Cuando los planetas siguen el movimiento de su estrella
Las estrellas y sus planetas se forman a partir del colapso de grandes nubes de gas y polvo. A medida que la nube se contrae, el material forma un disco alrededor de la estrella naciente. Es en este disco donde, con el tiempo, se forman los planetas.
En condiciones habituales, la estrella y su disco giran en la misma dirección. Por ello, los planetas que se forman en ese entorno tienden a orbitar en el mismo sentido que la rotación de la estrella y aproximadamente en el mismo plano que su ecuador. Estos se conocen como sistemas alineados.
En nuestro Sistema Solar, por ejemplo, los ocho planetas orbitan al Sol en la misma dirección. Sin embargo, sus planos orbitales no coinciden exactamente con el plano ecuatorial de nuestra estrella.
El ángulo que permite describir esta relación, denominado Psi (ψ), entrega información sobre la historia de formación y evolución de un sistema planetario. En el caso de los planetas del Sistema Solar, este ángulo es relativamente pequeño.
Estas pequeñas desviaciones pueden estar relacionadas con procesos ocurridos durante la formación del sistema, como interacciones gravitacionales o perturbaciones producidas por otros cuerpos.
“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” —Yann Carteret, Universidad de Ginebra y primer autor del estudio.
“Medir el ángulo Psi proporciona pistas sobre la formación y evolución de los sistemas planetarios. Por lo tanto, es lógico que intentemos medirlo en otros sistemas”, explica Yann Carteret, estudiante de doctorado del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Ginebra y primer autor del estudio.
“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.
GJ 3090: una estrella con varios planetas
GJ 3090 es una enana roja, un tipo de estrella más pequeña y fría que el Sol. El planeta GJ 3090 b fue detectado inicialmente por el telescopio espacial TESS, que busca exoplanetas identificando pequeñas disminuciones periódicas en el brillo de las estrellas, producidas cuando un planeta pasa frente a ellas.
GJ 3090 b tiene un radio 2,2 veces mayor que el de la Tierra y una masa 4,5 veces superior, características que lo sitúan dentro de la categoría de los subneptunos.
Para estudiar con mayor precisión este sistema, el equipo utilizó NIRPS, un espectrógrafo especializado en la búsqueda de planetas alrededor de estrellas pequeñas y frías. Las observaciones permitieron detectar otros dos planetas en el sistema, confirmar la presencia de GJ 3090 b, determinar su masa y, especialmente, medir su particular 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”, explica Jonay González, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias y coautor del estudio.
Una órbita que desafía el escenario esperado
La medición realizada por el equipo indica que el ángulo Psi de GJ 3090 b es de aproximadamente 136 grados. Esto significa que su órbita se encuentra fuertemente inclinada respecto a la rotación de su estrella y que, además, presenta un movimiento retrógrado.
Según los investigadores, solo se conocen otros cinco sistemas multiplanetarios que albergan un planeta con una desalineación superior a 70 grados.
Sin embargo, GJ 3090 presenta una diferencia importante respecto de estos sistemas: no existen indicios de un objeto masivo —como otra estrella o un planeta de gran tamaño— que pueda explicar la particular orientación de la órbita de GJ 3090 b.
“La ausencia de un compañero masivo que explique esta órbita inusual nos ha llevado a explorar otras hipótesis” —Vincent Bourrier, Universidad de Ginebra y coautor del estudio
“La ausencia de un compañero masivo que explique esta órbita inusual nos ha llevado a explorar otras hipótesis”, señala Vincent Bourrier, profesor e investigador del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Ginebra y coautor del estudio.
Una de las posibilidades planteadas por el equipo es que la estrella haya acumulado en algún momento un segundo disco de material, desalineado y con rotación retrógrada. En este escenario, los planetas del sistema podrían haberse formado posteriormente a partir de ese disco, adquiriendo la particular orientación orbital que hoy se observa.
Por ahora, esta es una hipótesis que requiere nuevas observaciones y análisis. Sin embargo, el caso de GJ 3090 b ofrece una oportunidad para estudiar cómo pueden surgir configuraciones planetarias muy diferentes de las que se observan en nuestro propio Sistema Solar.
Con info de agencia Sinc
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