Un disco protoplanetario se ha torcido casi 180 ° antes de la formación del planeta. Crédito: Christoffer Grønne
En un artículo reciente en Proceedings of the National Academy of Sciences, un grupo de investigadores dirigido por Maria Hjorth y Simon Albrecht del Stellar Astrophysics Center, Aarhus University, ha publicado el descubrimiento de un sistema exoplanetario especial en el que dos exoplanetas orbitan hacia atrás. su estrella. Esta sorprendente arquitectura orbital se debió a que el disco protoplanetario en el que se formaron los dos planetas estaba inclinado por la segunda estrella de este sistema.

El estudio se titula "Una estrella que gira hacia atrás con dos planetas coplanares".

Maria Hjorth dice: "Encontramos un sistema planetario muy intrigante. Hay dos planetas que orbitan alrededor de la estrella en casi la dirección opuesta cuando la estrella gira alrededor de su propio eje. Esto es diferente a nuestro propio sistema solar, donde todos los planetas giran en la misma dirección que la rotación del sol ''.

Joshua Winn de la Universidad de Princeton dice: "Este no es el primer caso conocido de un sistema planetario 'al revés'; los primeros fueron avistados hace más de 10 años. Pero este es un caso raro en el que creemos saber qué causó el desalineación drástica, y la explicación es diferente de lo que los investigadores han asumido que podría haber sucedido en los otros sistemas ".

La coautora Rebekah Dawson de la Universidad Estatal de Pensilvania, EE. UU., dice: "En cualquier sistema planetario, se cree que los planetas se forman en un disco circular de material giratorio que gira alrededor de una estrella joven durante unos pocos millones de años después de que la estrella misma es nace, el llamado disco protoplanetario. Por lo general, el disco y la estrella giran de la misma manera. Sin embargo, si hay una estrella vecina (donde 'vecina' en astronomía significa dentro de un año luz aproximadamente), la fuerza gravitacional de la estrella vecina podría inclinar el disco".

Planetas al revés en sistema de estrella doble. Crédito: Christoffer Grønne

John Zannazzi de la Universidad de Toronto, Canadá, continúa: "La física subyacente está relacionada con el comportamiento que muestra una peonza cuando su rotación se ralentiza y el eje comienza a girar en forma de cono".

El escenario se teorizó por primera vez en 2012, y ahora este equipo de investigación ha encontrado el primer sistema en el que se ha desarrollado este proceso. Teruyuki Hirano del Instituto de Tecnología de Tokio dice: "Después de que descubrimos el sistema K2-290, nos dimos cuenta de que este sistema es ideal para probar esta teoría, ya que no solo está orbitado por dos planetas sino que también contiene dos estrellas. Así que, lógicamente, el siguiente paso sería estudiar el sistema con más detalle y, de hecho, hemos ganado el premio gordo".

Doctor. El estudiante Emil Knudstrup de la Universidad de Aarhus dice: "La idea de que los planetas viajen en órbitas tremendamente desalineadas me ha fascinado a lo largo de mi estudio de posgrado. Una cosa es predecir la existencia de estas órbitas locas, tan diferentes de lo que vemos en el sistema solar ¡Es otra cosa muy diferente participar en encontrarlos! También es fascinante la idea de que una estructura tan enorme como un disco protoplanetario esté gobernada por una física similar a la de un trompo".

Una implicación del descubrimiento es que los astrónomos ya no pueden asumir que las condiciones iniciales de formación de planetas exhiben alineación entre la rotación estelar y las órbitas planetarias. Es importante destacar que, mientras que otras teorías que tienen como objetivo explicar las desalineaciones en los sistemas de exoplanetas tienden a funcionar mejor en planetas grandes, similares a Júpiter, en órbitas de períodos cortos, el mecanismo de inclinación del disco se aplica a planetas de cualquier tamaño. Puede haber otro mundo parecido a la Tierra, por ejemplo, que viaje sobre los polos norte y sur de su estrella de origen.

"Encuentro nuestros resultados alentadores, ya que significa que hemos encontrado otro aspecto de la arquitectura del sistema en el que los sistemas planetarios muestran una fascinante variedad de configuraciones", resume Simon Albrecht del Centro de Astrofísica Estelar, Aarhus. "¿Cómo sería la astronomía aquí en la Tierra? Si la situación aquí hubiera sido similar a K2-290, entonces, Galileo habría visto manchas solares moviéndose en la dirección opuesta a la órbita de la Tierra alrededor del Sol. Uno se pregunta cuál habría sido su explicación a eso''.

Más información: Maria Hjorth el al., "A backward-spinning star with two coplanar planets" PNAS (2021). 

Información sobre la revista: Proceedings of the National Academy of Sciences

Fuente: Aarhus University