Júpiter es más caliente que el sol.

La búsqueda de exoplanetas (planetas que orbitan estrellas fuera de nuestro sistema solar) es un tema candente en astrofísica. Entre los diferentes tipos de exoplanetas, hay uno que es literalmente caliente: los Júpiter calientes, una clase de exoplanetas que son físicamente similares al gigante gaseoso Júpiter de nuestro vecindario. A diferencia de Júpiter, los planetas calientes orbitan muy cerca de sus estrellas, completan una órbita en unos pocos días o incluso horas y, como sugiere su nombre, tienen temperaturas superficiales extremadamente altas. Tienen una gran fascinación para la comunidad de astrofísica. Sin embargo, son difíciles de estudiar porque el brillo de la estrella cercana hace que sean difíciles de detectar.

Ahora, en un estudio publicado en Naturaleza AstronomíaLos científicos anuncian el descubrimiento de un sistema formado por dos cuerpos celestes, situados a unos 1.400 años luz de distancia, y juntos brindan una excelente oportunidad para estudiar las cálidas atmósferas de Júpiter, así como para avanzar en nuestra comprensión de la evolución de planetas y estrellas. . El sistema binario, la temperatura más extrema de su tipo conocida hasta ahora, fue descubierto analizando datos espectrales recopilados por el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile.

«Identificamos un objeto caliente similar a Júpiter que orbita una estrella, que es la más caliente jamás encontrada, unos 2.000 grados más caliente que la superficie del Sol», dice el autor principal del estudio, el Dr. Neama Halakoun, becario postdoctoral asociado de investigación espacial. Con el equipo del Dr. Saji Ben-Ami en el Departamento de Física de Partículas y Astrofísica del Instituto Weizmann de Ciencias. Y añade que, a diferencia de los Júpiter calientes, que quedan oscurecidos por el resplandor, es posible ver y estudiar este cuerpo porque es muy grande en comparación con la estrella anfitriona que gira a su alrededor, y es 10.000 veces más débil que el normal. estrella. «Esto lo convierte en un laboratorio ideal para futuros estudios de las condiciones extremas de los Júpiter calientes», afirma.

Como extensión de la investigación que realizó en 2017 con el profesor Dan Maoz, asesor de doctorado en la Universidad de Tel Aviv, el nuevo descubrimiento de Halcon puede permitir obtener una comprensión más clara de los Júpiter calientes, así como de la evolución de las estrellas en sistemas binarios.

Una enana marrón masiva con una orientación «parecida a la luna».

El sistema binario descubierto por Halcón y sus colegas incluye dos cuerpos celestes llamados «enanos», pero son de naturaleza muy diferente. La primera es una enana blanca, el remanente de una estrella similar al Sol que ha agotado su combustible nuclear. La otra parte del par, que no es un planeta ni una estrella, es una «enana marrón», un miembro de la clase de objetos cuya masa varía desde un gigante gaseoso como Júpiter hasta una estrella pequeña.

A las enanas marrones a veces se les llama estrellas fallidas porque no son lo suficientemente masivas como para impulsar reacciones de fusión de hidrógeno. Sin embargo, a diferencia de los gigantes gaseosos, las enanas marrones son lo suficientemente masivas como para sobrevivir a la «atracción» de sus compañeras estelares.

«La gravedad de las estrellas puede hacer que los objetos que se acercan demasiado se rompan, pero esta densa enana marrón, 80 veces la masa de Júpiter, está comprimida hasta alcanzar el tamaño de Júpiter», dice Halakon. «Esto le permite permanecer intacto y formar un sistema binario estable».

Cuando un planeta orbita cerca de su estrella, las fuerzas gravitacionales diferenciales que actúan en el lado cercano y lejano del planeta pueden hacer que los períodos de rotación y órbita del planeta se sincronicen. Este fenómeno, llamado «bloqueo de marea», bloquea permanentemente un lado del planeta en una posición orientada hacia la estrella, similar a la forma en que la luna de la Tierra siempre mira a la Tierra, mientras que su llamado «lado oscuro» permanece fuera de la vista. El bloqueo de las mareas provoca diferencias extremas de temperatura entre el hemisferio «diurno», que es bombardeado por radiación estelar directa, y el otro hemisferio «nocturno» que mira hacia afuera, que recibe mucha menos radiación.

La intensa radiación de sus estrellas provoca temperaturas superficiales extremadamente altas en Júpiter, y los cálculos de Halcon y sus colegas del sistema pardo de enanas marrón y blanca muestran cuán calientes pueden ser las cosas. Al analizar el brillo de la luz emitida por el sistema, pudieron determinar la temperatura de la superficie de la enana marrón, que orbita en ambos hemisferios. Descubrieron que la temperatura del lado diurno está entre 7.250 y 9.800 K (aproximadamente 7.000 y 9.500 grados Celsius), que es tan caliente como una estrella de tipo A (estrellas similares al Sol que pueden ser dos veces más masivas que el Sol) y más caliente. . de cualquier planeta gigante conocido. Por otro lado, la temperatura del lado nocturno se sitúa entre 1.300 y 3.000 K (entre 1.000 y 2.700 °C), lo que provoca una diferencia de temperatura extrema de unos 6.000 grados entre los dos hemisferios.

Un raro vistazo a un territorio inexplorado

Halakun dice que el sistema que ella y sus colegas descubrieron brinda la oportunidad de estudiar el efecto de la intensa radiación ultravioleta en las atmósferas planetarias. Esta radiación desempeña un papel importante en una variedad de entornos astrofísicos, desde las regiones de formación de estrellas hasta los discos primordiales de gas a partir de los cuales se forman los planetas alrededor de las estrellas y las atmósferas de los propios planetas. Esta intensa radiación, que puede hacer que el gas se vaporice y rompa las moléculas, puede tener un impacto significativo en la evolución de estrellas y planetas. Pero esto no es todo.

«Sólo un millón de años después de que se formara la enana blanca en este sistema, lo cual es una pequeña cantidad de tiempo en la escala astronómica, pudimos vislumbrar los primeros días de este tipo de sistema binario compacto», dice Halakon. Añade que, aunque la evolución de las estrellas individuales es bastante conocida, la evolución de los sistemas binarios en interacción aún no se comprende bien.

«Los Júpiter calientes son la antítesis de los planetas habitables», dice Halakun, «son lugares muy inhabitables». “Las futuras observaciones espectroscópicas de alta resolución de este sistema caliente similar a Júpiter, idealmente realizadas con el nuevo telescopio espacial James Webb de la NASA, pueden revelar cómo las condiciones de calor radiante afectan la estructura de la atmósfera, algo que podría ayudarnos a comprender los exoplanetas en otras partes del universo. «.

También entre los participantes del estudio se encontraba el Prof. Dan Maoz de la Universidad de Tel Aviv; la Dra. Alina G. Estrat y el Prof. Gijs Nielemans de la Universidad de Radboud, Países Bajos; el profesor Carles Budens de la Universidad de Pittsburgh; Dra. Elmi Bridt de la Universidad de Cambridge; El profesor Boris T. Gancic y el fallecido profesor Thomas R. Marsh de la Universidad de Warwick; el profesor Saurabh W. Jha de la Universidad de Rutgers; el Prof. Bruno Libundgott y el Dr. Ferdinando Batate del Observatorio Europeo Austral; Dr. Filippo Mannucci del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF); y el profesor Alberto Ribasa-Mancergas de la Universidad Politécnica de Cataluña.

– Este comunicado de prensa fue publicado originalmente en Sitio web del Instituto Weizmann de Ciencias