Descubren un Júpiter ultracaliente cuyo año dura 16 horas y que caerá en su estrella

El 13 de mayo de 2020, el satélite TESS de la NASA, dedicado a la caza de exoplanetas, empezó a observar una estrella llamada TOI-2109. Está en la parte sur de la constelación de Hércules, a unos 855 años luz de la Tierra. La misión ya la había señalado como objeto de interés, porque podía tener un planeta en órbita.

La sospecha se confirmó. TESS registró tránsitos, esas caídas periódicas de luz que indican que un objeto pasa por delante de la estrella, y varios telescopios terrestres hicieron el seguimiento. Con esos datos, un equipo de astrónomos del MIT confirmó la existencia de TOI-2109b, un planeta cuya órbita dura unas 16 horas. «Nos dimos cuenta de que teníamos algo muy interesante y relativamente raro», dice Avi Shporer, del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT.

Las cifras explican esa reacción. El planeta tiene unas cinco veces la masa de Júpiter y es un 35 por ciento más grande. Orbita a unos 2,4 millones de kilómetros de su estrella, una distancia que parece enorme pero no lo es: Mercurio está a unos 70 millones de kilómetros del Sol. Por tamaño y cercanía, los investigadores lo clasificaron como un Júpiter ultracaliente, con la órbita más corta de todos los gigantes gaseosos conocidos. Hasta ahora, la búsqueda de planetas fuera del sistema solar ha revelado más de 4.000 mundos.

Como la mayoría de los Júpiter calientes, TOI-2109b parece estar bloqueado por las mareas. Siempre muestra la misma cara a su estrella, de modo que un lado vive en día perpetuo y el otro en noche perpetua, algo parecido a lo que ocurre con la Luna respecto a la Tierra. Con los datos de TESS, el equipo vio cómo cambiaba el brillo del planeta mientras gira. También observó su paso por detrás de la estrella, el llamado eclipse secundario, en longitudes de onda ópticas e infrarrojas. A partir de ahí estimó que el lado diurno supera los 3.200 ºC, casi como una estrella pequeña. Es el segundo planeta más caliente detectado hasta ahora.

Del lado nocturno se sabe mucho menos. Su brillo queda por debajo de la sensibilidad de los datos de TESS. «¿La temperatura allí es muy fría, o el planeta de alguna manera toma el calor del lado del día y lo transfiere al lado de la noche?», se pregunta Shporer. Admite que están al principio de intentar responderlo para estos Júpiter ultracalientes.

El planeta, además, no durará. Cae en espiral hacia su estrella, que es un 50 por ciento más grande y masiva que el Sol, a un ritmo de entre 10 y 750 milisegundos por año, más rápido que cualquier Júpiter caliente observado. Es la llamada desintegración orbital. El artículo la compara con el agua de un baño girando hacia el desagüe.

Eso abre una oportunidad poco común para estudiar cómo se comporta un planeta mientras su estrella lo atrae y lo traga. Ian Wong, autor principal del estudio, postdoctorado en el MIT durante la investigación y hoy en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, apunta: «En uno o dos años, si tenemos suerte, es posible que podamos detectar cómo el planeta se acerca a su estrella». Y añade: «En nuestra vida no veremos al planeta caer en su estrella. Pero dale otros 10 millones de años y este planeta podría no estar allí».

Los investigadores esperan observarlo con herramientas más potentes, entre ellas el Telescopio Espacial Hubble y el James Webb, que se lanzará pronto. Wong subraya que los Júpiter ultracalientes son la subclase más extrema de exoplanetas, con procesos físicos y químicos sin análogos en el sistema solar. Shporer añade una pregunta de fondo: cómo llega un planeta tan masivo como Júpiter a una órbita de apenas unos días. El trabajo se publicó en The Astronomical Journal.