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| Impresión artística del planeta WASP-103b y su estrella anfitriona. Crédito: Agencia Espacial Europea |
La misión de exoplanetas Cheops de la ESA ha revelado que un exoplaneta que orbita alrededor de su estrella anfitriona en un día tiene una forma deformada más parecida a la de un balón de rugby que a la de una esfera. Se trata de la primera vez que se detecta la deformación de un exoplaneta, lo que ofrece nuevos conocimientos sobre la estructura interna de estos planetas que abrazan las estrellas.
El planeta, conocido como WASP-103b, se encuentra en la constelación de Hércules. Ha sido deformado por las fuertes fuerzas de marea entre el planeta y su estrella anfitriona WASP-103, que es unos 200 grados más caliente y 1,7 veces más grande que el sol.
Tirón de marea
Las mareas en los océanos de la Tierra se deben principalmente a los ligeros tirones de la Luna sobre nuestro planeta al orbitarlo. El sol también tiene un efecto pequeño, pero significativo en las mareas, sin embargo está demasiado lejos de la Tierra para causar grandes deformaciones en nuestro planeta. No se puede decir lo mismo de WASP-103b, un planeta de casi el doble de tamaño que Júpiter y con 1,5 veces su masa, que orbita alrededor de su estrella anfitriona en menos de un día. Los astrónomos han sospechado que una proximidad tan grande provocaría mareas monumentales, pero hasta ahora no habían podido medirlas.
Gracias a los nuevos datos del telescopio espacial Cheops de la ESA, combinados con los que ya habían obtenido el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA y el telescopio espacial Spitzer de la NASA, los astrónomos han podido detectar ahora cómo las fuerzas de marea deforman el exoplaneta WASP-103b desde una esfera habitual hasta una forma de pelota de rugby.
El Cheops mide los tránsitos de los exoplanetas, es decir, la disminución de la luz que se produce cuando un planeta pasa por delante de su estrella desde nuestro punto de vista. Normalmente, el estudio de la forma de la curva de luz revela detalles sobre el planeta, como su tamaño. La gran precisión de Cheops, junto con su flexibilidad de apuntamiento, que permite al satélite volver a un objetivo y observar múltiples tránsitos, ha permitido a los astrónomos detectar la diminuta señal de la deformación de marea de WASP-103b. Esta firma distintiva puede utilizarse para desvelar aún más sobre el planeta.
"Es increíble que Cheops haya sido capaz de revelar esta diminuta deformación", afirma Jacques Laskar, del Observatorio de París, Universidad de Ciencias y Letras, y coautor de la investigación. "Es la primera vez que se realiza un análisis de este tipo, y podemos esperar que la observación durante un intervalo de tiempo más largo refuerce esta observación y permita conocer mejor la estructura interna del planeta".
Planeta inflado
El equipo pudo utilizar la curva de luz de tránsito de WASP-103b para derivar un parámetro -el número de Love- que mide cómo se distribuye la masa dentro de un planeta. Entender cómo se distribuye la masa puede revelar detalles sobre la estructura interna del planeta.
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| La misión de exoplanetas Cheops de la ESA ha revelado que un exoplaneta que orbita alrededor de su estrella anfitriona en un día tiene una forma deformada más parecida a la de un balón de rugby que a la de una esfera. Se trata de la primera vez que se detecta la deformación de un exoplaneta, lo que ofrece nuevos conocimientos sobre la estructura interna de estos planetas que abrazan las estrellas. Crédito: Agencia Espacial Europea |
"La resistencia de un material a ser deformado depende de su composición", explica Susana Barros, del Instituto de Astrofísica y Ciencias de España y de la Universidad de Oporto (Portugal), y autora principal de la investigación. "Por ejemplo, aquí en la Tierra tenemos mareas debidas a la Luna y al Sol, pero solo podemos ver las mareas en los océanos. La parte rocosa no se mueve tanto. Midiendo cuánto se deforma el planeta podemos saber qué parte es rocosa, gaseosa o agua".
"En principio, esperaríamos que un planeta con 1,5 veces la masa de Júpiter tuviera aproximadamente el mismo tamaño, por lo que WASP-103b debe estar muy inflado debido al calentamiento de su estrella y quizá a otros mecanismos", dice Susana.
"Si podemos confirmar los detalles de su estructura interna con futuras observaciones, tal vez podamos entender mejor lo que hace que esté tan inflado". Conocer el tamaño del núcleo de este exoplaneta también será importante para entender mejor cómo se formó."
Otro misterio también rodea a WASP-103b. Las interacciones de marea entre una estrella y un planeta del tamaño de Júpiter muy cercano suelen hacer que el período orbital del planeta se acorte, acercándolo gradualmente a la estrella antes de que sea finalmente engullido por la estrella madre. Sin embargo, las mediciones de WASP-103b parecen indicar que el período orbital podría estar aumentando y que el planeta se está alejando lentamente de la estrella. Esto indicaría que algo distinto a las fuerzas de marea es el factor dominante que afecta a este planeta.
"El tamaño del efecto de la deformación por mareas en la curva de luz de tránsito de un exoplaneta es muy pequeño, pero gracias a la altísima precisión de Cheops podemos verlo por primera vez", afirma la científica del proyecto Cheops de la ESA, Kate Isaak. "Este estudio es un excelente ejemplo de las muy diversas cuestiones que los científicos de exoplanetas pueden abordar con Cheops, ilustrando la importancia de esta flexible misión de seguimiento".
Fuentes, créditos y referencias:
S. C. C. Barros et al, Detection of the tidal deformation of WASP-103b at 3 σ with CHEOPS, Astronomy & Astrophysics (2021). DOI: 10.1051/0004-6361/202142196