Desde que hace casi 30 años se encontrara el primer exoplaneta, los astrónomos han hallado cientos de mundos extraños: desde el que llueve hierro al 'planeta peludo'. Entre ellos están los Júpiter calientes, planetas gigantes gaseosos que orbitan cerca estrellas fuera de nuestro sistema solar durante un período orbital de menos de 10 días.

Estudios previos sugirieron que rara vez tienen planetas compañeros cercanos. Esto llevó a los científicos a creer que los Júpiter calientes se formaron y evolucionaron a través de un proceso violento que expulsó a otros planetas cercanos a medida que se acercaban a sus estrellas anfitrionas. Pero hay mucho más.

Los astrónomos confirman 5.600 exoplanetas, de los cuales 500 son Júpiter calientes

Los hallazgos de las investigaciones recientes revelan que estos exoplanetas no siempre orbitan solos. Hasta el momento, los astrónomos han confirmado la existencia de aproximadamente 5.600 exoplanetas en más de 4.000 sistemas estelares diferentes, pero solo unos 500 pertenecen a la categoría de Júpiter calientes.

"Nuestra investigación muestra que al menos una fracción de los Júpiter calientes no pueden formarse a través de un proceso violento", dijo en un comunicado Songhu Wang, profesor de astronomía en la Facultad de Artes y Ciencias.

"Esta es una contribución significativa para avanzar en nuestra comprensión de la formación de Júpiter caliente, lo que puede ayudarnos a aprender más sobre nuestro propio sistema solar".

Los Júpiter calientes son exoplanetas que orbitan su estrella en escalas de tiempo de menos de 10 días

Ahora, en 2024, ha salido a la luz el descubrimiento de cómo estos gigantes gaseosos de gran masa evolucionan hacia ellos, con trayectorias muy cercanas y circulares. Y es que, dentro de la población de exoplanetas conocidos, existen los que pertenecen a la clase conocida como júpiter caliente: grandes exoplanetas similares a Júpiter que orbitan muy cerca de su estrella, algunos incluso más cerca que Mercurio de nuestro Sol.

Los Júpiter calientes tienen, por lo general, un tamaño y masa muy similar al de Júpiter. Sin embargo, se encuentran veinte veces más cerca de su estrella que el gigante joviano del Sol.

Por ello, alcanzan temperaturas de varios miles de grados Celsius. Las diferentes teorías, sobre formación de planetas, son incapaces de explicar cómo aparecen los júpiteres calientes. Así que, a lo largo de los últimos años, se han planteado diferentes hipótesis sobre su formación. Posibilidades como que se formen más lejos de su estrella y migren hacia el interior.

La teoría sobre su formación dice que pueden formarse a través de una migración de alta excentricidad

Inicialmente, los científicos propusieron que los Júpiter calientes podrían formarse más lejos, como Júpiter, y luego migrar a sus ubicaciones actuales debido a las interacciones con el disco de gas y polvo de su estrella anfitriona. O podría ser que se formen más lejos y luego migren mucho más tarde, después de que el disco se haya ido, a través de un proceso más violento y extremo, llamado migración de alta excentricidad.

alcanzan temperaturas de varios miles de grados celsius / Shutterstock
Los Júpiter calientes alcanzan temperaturas de varios miles de grados celsius / Shutterstock

Ahora, los científicos creen que los grandes planetas comienzan a orbitar sus estrellas a distancia, pero se acercan con el tiempo. Pero hace tiempo que se preguntan cómo estos mundos masivos acaban en órbitas tan cerradas, mucho más cercanas a sus estrellas que Mercurio a nuestro Sol.

Las observaciones de TIC 241249530 b, captadas por primera vez por el satélite cazador de planetas TESS de la NASA en enero de 2020, ofrecen una visión poco común y reveladora de lo que podría ser un planeta en camino de convertirse en un Júpiter caliente.

"Los astrónomos llevan más de dos décadas buscando exoplanetas que puedan ser precursores de Júpiter calientes, o que sean productos intermedios del proceso de migración, así que me sorprendió mucho -y me entusiasmó-encontrar uno", afirmó en un comunicado Arvind Gupta, autor principal del estudio e investigador postdoctoral del NOIRLab que descubrió el planeta como estudiante de doctorado en Penn State.

Los astrónomos llevan más de dos décadas buscando exoplanetas que puedan ser sus precursores

"La pregunta de cómo se forman estos exoplanetas y llegan a sus órbitas actuales es, literalmente, la pregunta más antigua en nuestro subcampo y es algo que miles de astrónomos han estado luchando por responder durante más de 25 años", explicaba hace años Kevin Schlaufman, un profesor asistente que trabajaba en la intersección de la astronomía galáctica y los exoplanetas.

Sea como fuere, algunos Júpiter calientes tienen órbitas que están bien alineadas con la rotación de su estrella, como los planetas de nuestro Sistema Solar. Otros tienen órbitas desalineadas con respecto a los ecuadores de sus estrellas. Los científicos no pudieron probar si las diferentes configuraciones eran producto de diferentes procesos de formación o de un solo proceso de formación seguido de interacciones de mareas entre los planetas y las estrellas. "Sin este método realmente preciso para medir edades, siempre faltaba información", dijo el astrónomo Hamer.

Hamer es uno de los primeros astrónomos en utilizar los nuevos datos del satélite Gaia para estudiar las edades de los sistemas de exoplanetas para descubrir cómo se forman y evolucionan. Poder determinar las velocidades, la velocidad direccional de las estrellas, fue clave para determinar su edad.

Cuando nacen las estrellas, se mueven de manera similar entre sí dentro de la Galaxia. A medida que esas estrellas envejecen, sus velocidades se vuelven cada vez más diferentes. Con este nuevo método, se demostró que hay múltiples formas en que se forman los Júpiter calientes.