Un proyecto de investigación de tres años financiado por la National Science Foundation está en marcha para descubrir los orígenes de los Júpiteres cálidos excéntricos, gigantes gaseosos masivos con órbitas alargadas alrededor de sus estrellas. Dirigido por un astrónomo de la Northern Arizona University, el estudio busca explicar por qué estos planetas se alinean precisamente con los ecuadores de sus estrellas a pesar de sus trayectorias inusuales. Los hallazgos podrían reformular la comprensión de la formación planetaria, incluyendo nuestro propio sistema solar.
Los Júpiteres cálidos excéntricos son una clase desconcertante de exoplanetas: gigantes gaseosos masivos que orbitan sus estrellas en trayectorias estiradas e inesperadas, a diferencia de los Júpiteres calientes que orbitan más cerca. Durante años, los científicos asumieron que los Júpiteres cálidos se formaban de manera similar a los Júpiteres calientes, pero datos mejorados de telescopios han revelado diferencias clave. Los Júpiteres cálidos casi siempre se alinean con los ecuadores de sus estrellas, y cuanto más alargadas son sus órbitas, más precisa es la alineación: un patrón que ninguna teoría actual explica.
Daniel Muñoz, astrónomo del Departamento de Astronomía y Ciencia Planetaria de la Northern Arizona University, dirige la investigación con colaboradores de la Indiana University Bloomington. El proyecto, financiado por la National Science Foundation, se extenderá hasta 2028 e incluye la creación de un nuevo catálogo de estos planetas utilizando datos del Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA.
«La variabilidad de los planetas extrasolares es simplemente enorme», dijo Muñoz. «Los sistemas extrasolares pueden parecerse a nuestro sistema solar, pero en algunos casos, parecen completamente diferentes y exóticos. Estamos muy interesados en ver cómo se forma el sistema solar en contexto al entender sistemas que se parecen al nuestro y otros que parecen completamente diferentes. Podemos obtener una idea de cuáles son los extremos, qué tan promedio es nuestra historia de formación planetaria y qué tan promedio es nuestro sistema solar».
Muñoz está explorando múltiples hipótesis para estas órbitas. Una involucra planetas compañeros que alteran las trayectorias sin causar desalineación. Otra apunta a interacciones con las nebulosas gaseosas donde se forman los planetas. Su teoría favorita sugiere que ondas internas en estrellas fluidas podrían extraer energía de las órbitas, imponiendo alineación.
«Los datos nos dicen que los Júpiteres cálidos no son solo el extremo de los Júpiteres calientes», dijo Muñoz. «Nos dice que pueden tener una historia diferente. Necesitamos entender si esto es solo una peculiaridad, si estos son casos patológicos que ocurren quizás una vez cada millón de casos, o si hay un proceso físico adicional que hemos ignorado en el pasado y que podríamos descubrir».
Como teórico, Muñoz utiliza modelos computacionales y cálculos para probar ideas. «Soy teórico, así que trabajo en modelos usando computadoras de alto rendimiento, cálculos con lápiz y papel y todo lo intermedio», dijo. «No tenemos un modelo que predijera esto desde el principio, así que vamos a volarnos la cabeza e sumergirnos en las formas más creativas que podamos pensar para este problema. Pero una vez que tienes un modelo matemático, eso es solo el comienzo».
El próximo año, Muñoz planea contratar a un estudiante de posgrado para asistir. Su trabajo en la hipótesis de las ondas estelares muestra promesa, con publicaciones esperadas pronto. Entender estos procesos podría revelar aspectos ocultos de la evolución del sistema solar.