Descubren un planeta ovalado

El análisis de unas observaciones realizadas por la misión CHEOPS de la Agencia Espacial Europea (ESA) ha permitido hacer un descubrimiento insólito: un planeta que en vez de ser esférico tiene forma de balón de rugby. Hasta ahora, tales deformaciones de astros con respecto a la forma esférica solo se conocían en algunas estrellas así como en astros muy pequeños.

El hallazgo lo ha hecho un equipo internacional que incluye, entre otros, a Jorge Lillo-Box, investigador del Centro de Astrobiología (CAB), dependiente del CSIC y de INTA, en España.

El análisis revela que el exoplaneta (planeta de fuera de nuestro sistema solar) WASP-103b ha sido deformado por las potentes fuerzas de marea entre el planeta y su estrella anfitriona, WASP-103, más caliente y más grande que nuestro Sol. Es la primera vez que se constata este efecto “balón de rugby” en un objeto de masa planetaria.

“Este exoplaneta tarda menos de un día en dar la vuelta a su estrella y su forma es más parecida a la de un balón de rugby que a la de una esfera”, afirma Lillo-Box. “Habíamos teorizado sobre estas deformaciones planetarias, pero esta es la primera vez que lo constatamos con observaciones”.

En nuestro planeta experimentamos mareas en los océanos, principalmente debidas a que la Luna “tira” ligeramente de nuestro planeta mientras nos orbita. El Sol también tiene un efecto, pequeño pero significativo, sobre las mareas. Sin embargo, está demasiado lejos de la Tierra como para causar grandes deformaciones.

En este caso, la estrella alrededor de la cual gira este exoplaneta, denominada WASP-103, en la constelación de Hércules, tiene una temperatura similar a la de nuestro Sol y es unas 1,7 veces más grande que este. Por su parte, el exoplaneta WASP-103b es un planeta gigante gaseoso con casi el doble del tamaño de Júpiter y 1,5 veces su masa. Su extrema cercanía a su estrella anfitriona genera mareas gigantescas, algo que hasta ahora no había podido confirmarse.

En esta representación artística, vemos al planeta WASP-103b deformado por las potentes fuerzas de marea de su estrella anfitriona, WASP-103, ambos situados en la constelación de Hércules. La estrella de este sistema es unas 1,7 veces más grande que el Sol y tiene una temperatura 200 grados superior. Por su parte, el exoplaneta WASP-103b, que traza una órbita completa alrededor de su estrella en menos de un día, tiene casi el doble del tamaño de Júpiter y 1,5 veces su masa. Los datos han sido obtenidos por la misión CHEOPS de la ESA. (Imagen: ESA)

Utilizando nuevos datos del telescopio espacial CHEOPS de la ESA, combinados con datos anteriores obtenidos por el telescopio espacial Hubble (de la NASA y la ESA) y el telescopio espacial Spitzer de la NASA, la comunidad astronómica ha podido detectar cómo las fuerzas de marea deforman al exoplaneta WASP-103b, dándole una forma ovalada. Estos datos se han complementado con imágenes de alta resolución espacial del instrumento AstraLux, en el Observatorio de Calar Alto (Almería, España), gracias a los cuales se ha podido confirmar el origen de la señal.

Uno de los objetivos de la misión CHEOPS es medir los tránsitos de exoplanetas, es decir, la débil disminución de luz causada cuando un planeta pasa por delante de su estrella desde nuestro punto de vista. Normalmente, estudiar la forma de la curva de luz revela detalles sobre el planeta, como su tamaño. Pero la alta precisión de CHEOPS, junto con su flexibilidad de apuntado, que permite al satélite volver a un objetivo y observar múltiples tránsitos, ha hecho posible la detección de la diminuta señal que indica que WASP-103b está sufriendo una deformación causada por las fuerzas de marea.

Se trata de la primera vez que se lleva a cabo un estudio de este tipo que, además, ha permitido usar la curva de luz de tránsito de WASP-103b para derivar un parámetro, el número de Love. Este número mide cómo se distribuye la masa dentro de un planeta, algo que puede revelar detalles sobre su estructura interna, ofreciéndonos información sobre la resistencia de los materiales y determinando en qué proporción puede tener composición rocosa, gaseosa o líquida. “Entender esta estructura interna es esencial para comprender los procesos de formación y evolución de sistemas planetarios”, comenta Jorge Lillo-Box.

El número de Love del exoplaneta WASP-103b es similar al de Júpiter, lo que sugiere que la estructura interna podría ser similar, a pesar de que WASP-103b tiene el doble de radio. Esto se debe a que está “inflado”, probablemente por el calor que emana su estrella anfitriona y por otros mecanismos que podrían estudiarse en el futuro con más observaciones, tanto en la misión CHEOPS como con el telescopio espacial James Webb. La gran precisión de este último mejorará las mediciones de la deformación provocada por la fuerza de marea en los exoplanetas, ayudando a conocer más sobre su estructura interna y, en concreto, sobre su núcleo, lo cual podría revelarnos cómo fue su formación.

Pero WASP-103b guarda más misterios. Las interacciones de marea entre una estrella y un planeta del tamaño de Júpiter tan cercano deberían hacer que el período orbital del planeta se acortara, acercándolo gradualmente a la estrella antes de que finalmente fuese engullido por esta. Sin embargo, las mediciones de WASP-103b parecen indicar que el período orbital podría estar aumentando y que el planeta se está alejando lentamente de la estrella. Esto indicaría que, además de las fuerzas de marea, debe haber otro factor que está influyendo en el planeta.

 “El equipo ha planteado la posibilidad de la presencia de una estrella compañera que pueda afectar a la dinámica de movimientos del sistema o hacer que la órbita sea ligeramente elíptica”, afirma David Barrado, investigador del CAB. “No hemos podido confirmar ni refutar esta posibilidad, por lo que será necesario llevar a cabo más observaciones del sistema con el fin de desvelar qué está haciendo que el planeta se aleje de la estrella”.

La empresa encargada del diseño y la construcción de la nave CHEOPS fue Airbus Defence and Space, y el Centro de Operaciones de la misión CHEOPS de la ESA, de cuyo consorcio España es miembro, se encuentra en las dependencias del INTA (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial), en Torrejón de Ardoz (Madrid, España).

El equipo de investigación expone los detalles de su hallazgo en la revista académica Astronomy & Astrophysics, bajo el título “CHEOPS reveals the tidal deformation of WASP-103b”. (Fuente: CAB)