Plus ultra: los exóticos mundos allende los mares estelares

David Barrado y Navascués

Nada mejor para conmemorar la llegada  de los europeos a América, del descubrimiento de unas culturas que tanto les sorprendieron, que una nota de prensa de NASA sobre un planeta extrasolar verdaderamente distinto.

Se trata de la estrella  Upsilon Andromedae  (HR458, HD9826 o 50 And, entre otros posibles nombres) y su planeta Ups And b (la b minúscula denota una compañera planetaria de la estrella principal). La estrella tiene un tipo espectral F8, lo cual implica una temperatura superficial de 6200 grados kelvin y una masa algo superior a la solar.  De hecho, tiene otros dos planetas, Ups And c y d, pero el “b” orbita tan cerca de la estrella, con un periodo orbital tan bajo (4.6 días frente a 241 y 1275 días para los otros dos, respectivamente) que literalmente se está tostando.

Intrepretando la curva de luz de Ups And. La mitad superior muestra un diagrama con los datos de Spitzer/MIPS, mientras que la parte inferior presenta el caso apra un planeta de tipo Júpiter que tenga simiteria axial, auqnue presente bandas ecuatoriales (como es el caso de los planetas gigantes del Sistema Solar). Crédito NASA/Spitzer.

El caso es análogo al de Mercurio (que sin embargo está situado más lejos del Sol y cuyo periodo orbital es de 87 días), cuya superficie está muy expuesta a la radiación solar y por tanto la temperatura superficial del planeta es muy alta. Sin embargo, hay dos diferencias de extrema importancia, la atmósfera y la sincronización de la órbita de Ups And b. Veamos que significa esto:

Dado que este planeta se encuentra tan cerca de la estrella, y debido a que no son objetos puntuales (aunque a veces a los físicos nos guste pensar que así es, para simplificar el problema), existen fuerzas de marea similares a las que se experimentan en el sistema Sol-Tierra-Luna. Estas fuerzas, que tienen su origen en la fuerza de la gravedad, producen una distribución de los momentos angulares (esto es, de las rotaciones, de los cuerpos en torno a si y en torno a los otros). La configuración de equilibrio, la más estable, es cuando el periodo de rotación y el orbital tienen relaciones enteras entre ellos (1:1, lo que significa que son iguales,  o 1:2, que una es el doble que la otra). En el caso de la Luna y la Tierra, es 1:1, ya que la Luna tarda el mismo tiempo en girar en torno a nuestro planeta que en dar una vuelta en alrededor de su eje, y por tanto siempre nos muestra la misma cara. A este fenómeno se le denomina sincronización de la órbita con la rotación.

En cuanto a la atmósfera, los modelos teóricos, ya que no se ha observado en este caso,  predicen que  Ups And  debe ser esencialmente gaseoso, y la apariencia, de estar a una distancia superior, sería muy similar a la de Júpiter (de hecho su masa es un 60% la del gigante gaseoso del Sistema Solar).

Estos dos hechos implican que el planeta siempre muestra la misma cara a su estrella, y su atmósfera se ve calentada de manera desigual, produciendo un  extraordinario gradiente térmico (una diferencia  de temperatura) entre el lado expuesto al Sol y aquél que mira en sentido contrario). Se estima que esta diferencia es de 1400 grados. Probablemente, existan unos movimientos de masa,  tal vez megaciclones sería la palabra adecuada, que transporten gas de una lado a otro del planeta, en un intento siempre condenado al fracaso de igualar las temperaturas de ambas partes. Además, las diferentes propiedades en ambos casos implicarían que la atmósfera sería altamente asimétrica. Tendría, de hecho, forma de ovalada, apepinada.

Estas observaciones han sido realizadas con el telescopio espacial  infrarrojo Spitzer, perteneciente a NASA, y con su instrumento MIPS, que cubre el rango 24-160 micras (el ojo humano ve por debajo de una micra). La técnica, fotometría diferencial o comparación de los valores de la luminosidad total del sistema en diferentes momentos de la órbita, es sutílmente distinta a la aplicada por el mismo satélite o por el telescopio espacial Hubble   en HD209458 b o TrES-1, planetas que presentan tránsitos sobre el disco de la estrella central (ocultamientos parciales). Adjunto algunos enlaces que contienen figuras y videos muy ilustrativos.

ENLACES:

Datos básicos en la Enciclopedia de exoplanetas
NASA/Spitzer
NASA/Spitzer/MIPS
NASA/Spitzer Nota de prensa
NASA/Spitzer, Imágenes y videos
NASA/Spitzer Eclipse en HD209458 y TrES-1
NASA/HST Primera medida directa de una atmósfera planetaria exosolar
NASA/HST Una atmósfera en proceso de evaporación en un exoplaneta
¿Qué es un planeta?…
Sobre la diversidad de los Sistema Planetarios