Cuando pensamos en otros sistemas planetarios, tendemos a pensar que funcionarán con las mismas reglas básicas que la nuestra. En el Sistema Solar, los planetas orbitan cerca del plano ecuatorial del Sol, es decir, alrededor de su ecuador. El eje de rotación del Sol, la dirección de sus polos en función de su rotación, también es la misma que la mayoría de los planetas (con la excepción de Urano, que gira de lado).
Pero si el estudio de los planetas extrasolares nos ha enseñado algo, es que el Universo está lleno de posibilidades. Considere la estrella conocida como GJ436, una enana roja ubicada a unos 33 años luz de la Tierra. Durante años, los astrónomos han sabido que esta estrella tiene un planeta que se comporta como un cometa. Pero según un estudio reciente dirigido por astrónomos de la Universidad de Ginebra (UNIGE), este planeta también tiene una órbita muy peculiar.
El estudio, titulado "Desalineación orbital del exoplaneta en masa de Neptuno GJ 436b con el giro de su estrella fría", apareció recientemente en la revista científica Naturaleza. El estudio fue dirigido por Vincent Bourrier, del Observatorio de la Universidad de Ginebra, e incluyó miembros de la Universidad de Grenoble Alpes, la Universidad Estatal de Tennessee y el Centro de Espacio y Habitabilidad de la Universidad de Berna.
GJ436 ya ha sido la fuente de mucho interés científico, gracias en parte al descubrimiento de que su único exoplaneta confirmado tiene una envoltura gaseosa similar a un cometa. Este exoplaneta, conocido como GJ436b, se observó por primera vez en 2004 utilizando mediciones de velocidad radial tomadas por el Observatorio Keck. En 2007, GJ436b se convirtió en el primer planeta del tamaño de Neptuno que se sabe que orbita muy cerca de su estrella (también conocido como "Neptuno caliente").
Y en 2015, el GJ436 b volvió a aparecer en los titulares cuando los científicos informaron que su atmósfera se estaba evaporando, lo que resultó en una nube gigante alrededor del planeta y una larga historia. Se descubrió que esta nube era el resultado de la evaporación del hidrógeno en la atmósfera del planeta, gracias a la radiación extrema proveniente de su estrella. Este fenómeno nunca antes visto esencialmente significa que GJ436 b se parece a un cometa.
Otro hecho interesante sobre este planeta es su inclinación orbital, que los astrónomos han desconcertado durante los últimos 10 años. A diferencia de los planetas del Sistema Solar, cuyas órbitas son en gran parte circulares, GJ436b sigue un camino elíptico muy excéntrico. Y como el equipo de investigación indicó en su estudio, el planeta tampoco orbita a lo largo del plano ecuatorial de la estrella, sino que pasa casi por encima de sus polos.
Como Vincent Bourrier, investigador del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de UNIGE, miembro del proyecto del Consejo Europeo de Investigación FOUR ACES y autor principal del estudio, explicó en un comunicado de prensa de UNIGE:
“Este planeta está bajo enormes fuerzas de marea porque está increíblemente cerca de su estrella, apenas el 3% de la distancia Tierra-Sol. La estrella es una enana roja cuya vida útil es muy larga, las fuerzas de marea que induce deberían haber circularizado la órbita del planeta, ¡pero este no es el caso!
Este fue un hallazgo especialmente interesante por muchas razones. Por un lado, es la primera instancia en la que se descubrió que un planeta tenía una órbita polar. Por otro lado, estudiar cómo los planetas orbitan alrededor de una estrella es una excelente manera de aprender más sobre cómo se formó y evolucionó ese sistema. Por ejemplo, si un planeta ha sido perturbado por el paso de una estrella cercana, o está siendo influenciado por la presencia de otros planetas masivos, eso será evidente desde su órbita.
Como Christophe Lovis, investigador de UNIGE y coautor del estudio, explicó:
"Incluso si ya hemos visto órbitas planetarias desalineadas, no necesariamente entendemos su origen, especialmente porque aquí es la primera vez que medimos la arquitectura de un sistema planetario alrededor de una enana roja".
Hervé Beust, astrónomo de la Universidad de Grenobles Alpes, fue responsable de hacer los cálculos orbitales en GJ436b. Como indicó, la explicación más probable para la órbita del GJ436b es la existencia de un planeta más masivo y más distante en el sistema. Si bien este planeta no se conoce actualmente, este podría ser el primer indicio de que GJ436 es un sistema de varios planetas.
"Si eso es cierto, entonces nuestros cálculos indican que el planeta no solo no se movería a lo largo de un círculo alrededor de la estrella, como lo hemos sabido durante 10 años, sino que también debería estar en una órbita muy inclinada", dijo. "¡Eso es exactamente lo que acabamos de medir!"
Otra conclusión interesante de este estudio fue la predicción de que el planeta no siempre ha orbitado tan cerca de su estrella. Según sus cálculos, el equipo plantea la hipótesis de que el GJ436b puede haber migrado con el tiempo para convertirse en un "planeta en evaporación" que es hoy. Aquí también, se cree que la existencia de un compañero aún no detectado es la causa más probable.
Al igual que con todos los estudios de exoplanetas, estos hallazgos también tienen implicaciones para nuestra comprensión del Sistema Solar. Mirando hacia el futuro, el equipo espera llevar a cabo más estudios de este sistema con la esperanza de determinar si hay un compañero planetario difícil de encontrar. Estas encuestas probablemente se beneficiarán del despliegue de misiones de próxima generación, en particular el James Webb Space Telescope (JWST).
Como Bourier indicó, "Nuestro próximo objetivo es identificar el misterioso planeta que ha trastornado este sistema planetario". Localizarlo será otra forma indirecta en la que los astrónomos descubrirán exoplanetas, determinando la presencia de otros planetas en función de la inclinación orbital de los ya descubiertos. ¿El método de inclinación orbital, tal vez?
