¿Cómo pueden girar los exoplanetas en direcciones opuestas?

Desde 1995 se han descubierto más de 500 planetas extrasolares. Pero en los últimos años, los astrónomos han encontrado que algunos de estos "Júpiter calientes" giran en la dirección opuesta a la de su estrella. "Este es un fenómeno muy extraño", dice Frederic A. Rasio, astrofísico teórico de la Universidad de Northwestern. "¿Cómo pueden girar en direcciones opuestas?. Es una locura. Este fenómeno viola nuestras teorías básicas sobre la formación y evolución de los sistemas planetarios."

 Pero mientras Rasio y su equipo estudiaban los motivos por los que estos planetas se encontraban tan cerca de sus estrellas, descubrieron también las causas de su giro opuesto al astro. Utilizando simulaciones informáticas a gran escala, fueron los primeros en modelar cómo un Júpiter caliente puede girar e ir en la dirección opuesta a la rotación de su estrella. Perturbaciones gravitatorias provocadas por un planeta más lejano al Júpiter caliente producen que éste tome una órbita muy cercana a la estrella con una "dirección equivocada".(Un Júpiter caliente es un planeta grande como Júpiter con una proximidad muy cercana a la estrella central).
"En sistemas de más de un planeta, lo planetas se perturban gravitacionalmente entre sí", dijo Rasio. "Esto es interesante porque significa que la orbita en la que nacieron los planetas, no es necesariamente su órbita final, ya que estas perturbaciones mutuas pueden variarlas, tal y como vemos en los sistemas extrasolares".
Detalles del estudio fueron publicados 12 de mayo por la revista Nature.Al explicar la peculiar configuración de un sistema extrasolar, los investigadores también han contribuido a nuestra comprensión general de la formación y evolución de los sistemas planetarios y su reflejo en nuestro propio Sistema Solar.
"Creíamos que nuestro Sistema Solar era un modelo típico en el Universo, pero todo es diferente en los sistemas planetarios extrasolares", dijo Rasio. "Aprender acerca de estos otros sistemas proporciona un contexto de lo que es esencial para nuestro propio sistema".
La física que el equipo utilizó para estudiar este sistema es básicamente la misma física que la NASA utiliza para lanzar satélites a todo el Sistema Solar. "Los cálculos no fueron ni fáciles ni obvios. Se utilizaron algunas aproximaciones en el pasado que no eran correctas y que se han corregido en este estudio"."Se necesita una persona inteligente, joven que pueda hacer los cálculos en un papel y desarrollarlos en un modelo matemático completo para luego convertirlo en un programa de ordenador que resuelva las ecuaciones", agregó Rasio. "Esta es la única manera de producir los números reales para comparar con las medidas reales tomadas por los astrónomos ".En su modelo, los investigadores asumen que el sistema está compuesto por una estrella similar al Sol , y dos planetas. El planeta interior es un gigante gaseoso similar a Júpiter, y en un principio está lejos de la estrella, donde se cree que se forman los planetas tipo Júpiter. El planeta exterior es también bastante grande y está más lejos de la estrella que el primer planeta. También está relacionado con el planeta interior, perturbando el sistema.
Los efectos en el planeta interior son débiles pero se acumulan a lo largo del tiempo, dando lugar a cambios significativos en el sistema: el gigante de gas interno se aproxima a la estrella y su órbita toma una dirección opuesta a la de su giro. Estos cambios se producen, según el modelo, porque las dos órbitas intercambian momento angular, perdiendo la órbita interna energía a través de las fuerzas de marea.
El acoplamiento gravitacional entre los dos planetas hace que el planeta interior entre en una órbita excéntrica, en forma de aguja. Se tiene que perder una gran cantidad de momento angular. La órbita del planeta interior gradualmente se reduce porque la energía es disipada a través de las mareas, atrayéndolo cerca de la estrella. En el proceso, la órbita del planeta puede voltear.Sólo una cuarta parte de los sistemas planetarios extrasolares han mostrado órbitas volteadas. El modelo de Rasio es capaz de producir tanto el giro como la inexistencia de él en su recreación. Entender los principios básicos de formación de los planetas puede ayudar a los astrobiólogos a determinar dónde y cómo buscar mundos habitables alrededor de estrellas distantes.