Medición de la alineación de la órbita de giro en el planeta Beta Pictoris b

Unos astrónomos han hecho la primera medición de la alineación de la órbita de giro para un distante exoplaneta de tipo 'súper-Júpiter', demostrando una técnica que podría permitir avances en la búsqueda de entender cómo se forman y evolucionan los sistemas exoplanetarios.

Un equipo internacional de científicos, dirigido por el profesor Stefan Kraus de la Universidad de Exeter, ha llevado a cabo las mediciones del exoplaneta Beta Pictoris b, situado a 63 años luz de la Tierra.

El planeta, que se encuentra en la constelación Pictor, tiene una masa de alrededor de 11 veces la de Júpiter y orbita una joven estrella en una órbita similar a la de Saturno en nuestro sistema solar.

El estudio, publicado en la revista Astrophysical Journal Letters, marca la primera vez que los científicos han medido la alineación de la órbita de giro para un sistema planetario observado de forma directa.

De manera crucial, los resultados dan una nueva visión para mejorar nuestra comprensión de la historia de la formación y la evolución de dicho sistema planetario.

El profesor Kraus dijo: "El grado en que una estrella y una órbita planetaria están alineadas entre sí nos dice mucho sobre cómo se formó un planeta y si múltiples planetas del sistema interactuaron dinámicamente después de su formación".

Algunas de las primeras teorías del proceso de formación de planetas fueron propuestas por los prominentes astrónomos del siglo XVIII Kant y Laplace. Observaron que las órbitas de los planetas del sistema solar están alineadas entre sí y con el eje de rotación del Sol, y concluyeron que el sistema solar se formó a partir de un disco protoplanetario giratorio y aplanado.

Las nuevas observaciones muestran que el ecuador estelar (derecha) está alineado con el plano orbital del planeta Beta Pictoris b (centro) y el plano del disco extendido de material de desechos que rodea el sistema (izquierda). (Foto: ESO/A.M. Lagrange; ESO/A.M. Lagrange/SPHERE consortium/Stefan Kraus)

"Fue una gran sorpresa cuando se descubrió que más de un tercio de todos los exoplanetas cercanos orbitan su estrella anfitriona en órbitas que están desalineadas con respecto al ecuador estelar", dijo el Prof. Kraus.

"Se encontró incluso que algunos exoplanetas orbitaban en dirección opuesta a la dirección de rotación de la estrella. Estas observaciones desafían la percepción de la formación de planetas como un proceso ordenado que tiene lugar en un disco geométricamente delgado y coplanario".

Para el estudio, los investigadores idearon un método innovador que mide el diminuto desplazamiento espacial de menos de una mil millonésima de grado que es causado por la rotación de Beta Pictoris.

El equipo utilizó el instrumento GRAVITY del observatorio VLTI, que combina la luz de telescopios separados por 140 metros de distancia, para llevar a cabo las mediciones. Encontraron que el eje de rotación estelar está alineado con los ejes orbitales del planeta Beta Pictoris b y su disco de escombros extendido.

"La absorción de gas en la atmósfera estelar causa un diminuto desplazamiento espacial en las líneas espectrales que pueden ser utilizadas para determinar la orientación del eje de rotación estelar", dijo el Dr. Jean-Baptiste LeBouquin, astrónomo de la Universidad de Grenoble en Francia y miembro del equipo.

"El desafío es que este desplazamiento espacial es extremadamente pequeño: alrededor de 1/100 del diámetro aparente de la estrella, o el equivalente al tamaño de una pisada humana en la luna vista desde la Tierra".

Los resultados muestran que el sistema Beta Pictoris está tan bien alineado como nuestro propio sistema solar. Este hallazgo favorece la dispersión planeta-planeta como causa de las oblicuidades de la órbita que se observan en sistemas más exóticos con Júpiteres Calientes.

Sin embargo, serán necesarias observaciones en una gran muestra de sistemas planetarios para responder a esta pregunta de forma concluyente. El equipo propone un nuevo instrumento interferométrico que les permitirá obtener estas mediciones en muchos más sistemas planetarios que están a punto de ser descubiertos.

"Un instrumento dedicado de alta resolución espectral en el VLTI podría medir la alineación de la órbita de giro para cientos de planetas, incluyendo aquellos en órbitas de largo período", dijo el Prof. Kraus, "Esto nos ayudará a responder a la pregunta de qué procesos dinámicos dan forma a la arquitectura de los sistemas planetarios". (Fuente: NCYT Amazings)