Exoplanetas alrededor de estrellas moribundas

Dos parejas de gigantes gaseosos han sido descubiertos en danzas orbitales muy tensas alrededor de estrellas moribundas.

Los cuatro planetas gigantes gaseosos fueron descubiertos por el método del desplazamiento Doppler, es decir, se encontraron tras detectar el bamboleo de la luz emitida por sus estrellas debido a que los planetas giran a su alrededor. Estos sistemas han sido descubiertos en la encuesta de planetas subgigantes del Keck, que busca planetas alrededor de estrellas desde un 40% hasta un 100% más grandes que nuestro Sol.

Cuando las estrellas subgigantes como HD 200964 y 24 Sextanis eventualmente se convierten en gigantes rojas, es muy probable que se traguen a sus planetas e incluso los arrojen completamente fuera del sistema.

En el caso de HD 200964, situada 223 años luz de la Tierra, y 24 Sextanis, a 244 años luz de distancia, los planetas se encontraron encerrados en una órbita en un apretado abrazo de tal manera que entre  HD 200964 y sus planetas hay una distancia de tan sólo 0,35 UA - comparable a la distancia entre la Tierra y Marte -  mientras que 24 Sextanis está separada de sus planetas unos 0,75 UA. "Un sistema planetario tan poco espaciado evolucionaría de tal forma que los planetas gigantes se destruirían rápidamente si no estuvieran haciendo un baile sincronizado", dice Eric Ford, de la Universidad de Florida. "Esto hace que sea un verdadero enigma  saber cómo los planetas podrían haber encontrado su ritmo."

Las masas de estos planetas, todos mucho mayores que  Júpiter, ejercen una considerable influencia gravitatoria sobre sus hermanos. Por ejemplo, el tirón gravitatorio entre los dos planetas de  HD 200964 es 700 veces mayor que el existente entre la Tierra y la Luna. Por otra parte, los planetas están ubicados relativamente cerca de sus estrellas. Los planetas de HD 200964 tienen periodos orbitales de 630 y 830 días, mientras que los planetas de 24 Sextantis tienen periodos de 455 y 910 días.

Después de que los planetas se formen, a menudo migran alrededor de sus órbitas de una forma desordenada, y antes de asentarse definitivamente, transforman su movimiento en una resonancia cerrada. Una situación de este tipo sería la de un planeta que orbita a su estrella dos veces por cada órbita completa que realiza un hermano suyo. Este fenómeno se conoce como resonancia 2:1, y es una de las configuraciones más comunes y estables.

En nuestro propio Sistema Solar también se da este fenómeno, por ejemplo, las lunas de Júpiter Ganímedes, Europa, e Io están en una resonancia orbital 1:2:4.

"Los planetas suelen quedar atascados en el 2:1. Es como un bache muy grande ", dice John Johnson, del Caltech. "Pero si un planeta se está moviendo muy rápido puede superar este bache de 2:1. Si se mueve más cerca de su sol, el siguiente paso es una resonancia de 5:3, a continuación, una de 3:2, y luego una resonancia de 4:3."

El sistema de 24 Sextanis es del tipo 2:1, mientras que el par planetario en HD 200964 ha llegado a la configuración de 4:3. "La analogía más cercana en nuestro Sistema Solar es Titán e Hiperión, dos lunas de Saturno, que también siguen órbitas sincronizadas en un patrón 4:3," dice Ford. "Pero los planetas en órbita alrededor de HD 200964 interactuar con mucha más fuerza, ya que cada uno es alrededor de 20.000 veces más masivo que Titán e Hiperión combinados".

"Este es el sistema más apretado que se ha descubierto", añade Johnson, "y estamos tratando de  explicar por qué sucedió esto. Este es el último de una larga serie de extraños descubrimientos sobre planetas extrasolares, y muestra que continuamente, los exoplanetas tienen la capacidad de sorprendernos. Cada vez que pensamos que podemos explicar un descubrimiento, otra misterio ocupa su lugar."

Las llamadas "subgigantes" son estrellas que pertenecen a una clase de astros que han agotado el hidrógeno para la fusión nuclear, haciendo que su núcleo se desintegre y su envoltura exterior se hinche.

"En este momento, estamos realizando un seguimiento de 450 de estas estrellas masivas, y estamos encontrando enjambres de planetas", dice entusiasmado Johnson. "Alrededor de estas estrellas, estamos viendo más planetas a una distancia de unos 3 U.A que en las estrellas estudiadas de la secuencia principal".

Cuando HD 200964 y 24 Sextanis se conviertan en gigantes rojas, dentro de entre 10 y 100 millones de años, probablemente cambiará la dinámica gravitacional de todo el sistema, alterando las órbitas de los planetas, y tal vez, incluso se produzca su expulsión fuera del sistema.

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Vía: Astrofísica y Física