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Martes, 7 junio 2011
Astrofísica

La explicación para la insólita órbita invertida de un planeta gigante

Cientos de planetas extrasolares (planetas en órbita a otras estrellas) han sido descubiertos desde 1995, pero sólo en años recientes los astrónomos han observado que en algunos de estos sistemas solares la estrella está rotando en una dirección y el planeta orbita alrededor de ella en la dirección opuesta. Esa desigualdad es realmente rara. Y más aún cuando ese planeta es un gigante gaseoso muy cerca de su estrella.

¿Cómo puede estar girando la estrella en un sentido y el planeta orbitar justo en el opuesto? Esa situación no concuerda con el modelo tradicional de la formación de estrellas y planetas.

Al buscar una explicación sobre la causa por la cual hay planetas gigantes gaseosos en órbitas asombrosamente cercanas a sus respectivas estrellas, el equipo de Frederic A. Rasio, un astrofísico teórico de la Universidad del Noroeste, en Estados Unidos, también ha encontrado una explicación para esa disparidad de sentidos de giro.

Usando simulaciones informáticas a gran escala, Rasio y sus colaboradores se han convertido en los primeros que logran modelar cómo la órbita de un planeta gigante gaseoso convencional
puede "encogerse" hasta hacer que gire alrededor de su estrella a muy corta distancia, y además invertir su sentido de giro, con lo que el planeta pasa a moverse por la órbita en el sentido opuesto al de la rotación de la estrella.


[Img #2867]
A grandes rasgos, esa transformación orbital está provocada por perturbaciones gravitacionales ejercidas por planetas más lejanos.

Cuando hay más de un planeta, cada uno de ellos afecta gravitacionalmente a los demás. Cualquiera que sea la órbita en la que se formaron, no es necesariamente la órbita en la que se quedarán para siempre. Estas perturbaciones mutuas pueden cambiar de manera drástica las órbitas.


En su modelo, los investigadores toman como referencia una estrella similar al Sol, y dos planetas a su alrededor. El planeta más cercano a la estrella es un gigante gaseoso similar a Júpiter, y al principio está bastante lejos de su estrella (aunque más cerca que el otro).


El planeta más alejado de la estrella es también un gigante. Interactúa con el planeta interior, perturbando su movimiento y causando inestabilidades orbitales en el sistema planetario.


Los efectos que esta especie de "tira y afloja" gravitacional tiene sobre el planeta interior son sutiles, pero su resultado se va acumulando con el paso del tiempo, y después de un periodo muy largo provoca dos cambios importantes en el sistema: El planeta interior orbita muy cerca de su estrella, y además lo hace en la dirección opuesta a la de la rotación de la estrella. Esos cambios se producen, según el modelo, porque las dos órbitas intercambian momento angular, y la del planeta interior pierde energía a través de las fuertes mareas que sufre.


El acoplamiento gravitatorio entre los dos planetas hace que el planeta interior adopte una órbita excéntrica. Este planeta ha perdido mucho momento angular, que, esencialmente, ha sido transferido al planeta exterior. 


La órbita del planeta interior se encoge poco a poco, debido a que su energía se disipa a través de las mareas, y el resultado es que gira cada vez más cerca de la estrella, hasta que su temperatura es tan elevada que ya merece ser calificado como "un Júpiter caliente". En el proceso, la órbita del planeta se vuelve tan excéntrica e inestable que puede pasar a girar en sentido contrario al de la rotación de la estrella.



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