Mercurio es el campeón de la velocidad en nuestro sistema solar, orbita alrededor del sol cada 88 días a una velocidad promedio de 47 km/s.
Su distancia promedio del sol es de 58 millones de kilómetros (36 millones de millas), y es tan rápido que lleva el nombre del dios de los pies alados. Pero, ¿y si en lugar de Mercurio, Júpiter fuera el más cercano al sol? ¿Qué pasaría si Júpiter estuviera más cerca del sol que Mercurio y mucho más caliente?
En un sistema solar distante, a unos 855 años luz de distancia, hay un planeta que hace que Mercurio parezca un vecino distante, lento y helado del sol. El planeta orbita su estrella en solo 16 horas, lo que la convierte en una de las órbitas más cortas jamás medidas. A tales distancias y velocidades, combinado con la temperatura extremadamente alta de la superficie del planeta, es uno de los planetas más exóticos jamás descubiertos.
El nombre del planeta es TOI-2109b, y los astrónomos lo han apodado “Júpiter súper caliente”. Los Júpiter calientes son gigantes gaseosos que orbitan muy cerca de sus estrellas y tienen temperaturas superficiales muy altas. Los Júpiter ultracalientes son aún más extremos. Las temperaturas de su superficie están por encima de los 2200 Kelvin (1900 grados Celsius, 3500 grados Fahrenheit). Los astrónomos estiman que la temperatura de la superficie de TOI-2109 b es superior a 3500 Kelvin (3225 grados Celsius, 5840 grados Fahrenheit), que es tan caliente como algunas estrellas pequeñas.
Un nuevo artículo publicado en Astronomical Journal presenta el descubrimiento. El documento se titula “TOI-2109. Un gigante gaseoso supercaliente en una órbita de 16 horas”. El autor principal es Ian Wong, quien actualmente trabaja en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, pero fue un posdoctorado en el MIT durante esta investigación.
El TESS (Satélite de Exploración de Exoplanetas en Tránsito) de la NASA descubrió el planeta en mayo de 2020. TESS comenzó a observarlo el 13 de mayo y continuó observándolo durante casi un mes. Durante el próximo año, varios observatorios terrestres realizaron observaciones de seguimiento en diferentes longitudes de onda. Todas estas observaciones confirman que TOI-2109b es un planeta raro e inusual.
“Todo coincidía con que era un planeta, y nos dimos cuenta de que teníamos algo realmente interesante y relativamente raro”, dijo el coautor del estudio, Avi Shporer, del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT.
El período orbital de 16 horas de TOI-2109 b es el gigante gaseoso más corto jamás medido. (El planeta es cinco veces más masivo que nuestro Júpiter, y orbita una estrella tipo F 1,5 veces más masiva que nuestro Sol. Es difícil imaginar cómo sería este arreglo para cualquier observador en el mismo sistema).
El planeta es tan caliente porque en promedio está a solo 2,4 millones de kilómetros (1,5 millones de millas) de su estrella. Puede estar bloqueado por mareas con su estrella como otros Júpiter calientes y ultra calientes. Las temperaturas extremadamente altas de la superficie solar pueden desgarrar las moléculas en sus átomos constituyentes. Los modelos teóricos muestran que esto podría suceder con el hidrógeno molecular. Si el lado nocturno es significativamente más frío, el gas de hidrógeno puede recombinarse en moléculas.
Un mes de observaciones de TESS significó que el equipo pudo observar el planeta orbitando su estrella. Observaron eclipses secundarios, longitudes de onda múltiples cuando un planeta pasa detrás de su estrella. Esto les ayudó a determinar que las temperaturas diurnas podrían superar los 3500K. Pero los investigadores no están seguros de lo que sucede por la noche porque TESS no es lo suficientemente sensible. Si el proceso de reacción en el que el hidrógeno molecular se tritura durante el día y se recombina por la noche es cierto, esto podría ayudar a mezclar las temperaturas en la atmósfera de manera más eficiente y podría significar que las temperaturas sean menos extremas.
Los investigadores encontraron que TOI-2109b se está moviendo lentamente en espiral hacia la estrella a una velocidad de aproximadamente 10 a 750 milisegundos por año. Los astrónomos han descubierto otros Júpiter calientes cuyas desintegraciones orbitales los atraen hacia sus estrellas, pero nada tan rápido como este.
La naturaleza extrema de TOI-210 b ayuda a confirmar el estado de los Júpiter ultracalientes y calientes como uno de los tipos de exoplanetas más extremos. Telescopios más potentes revelarán más sobre el planeta, y el equipo espera que el Hubble pueda estudiarlo con el próximo Telescopio Espacial James Webb. Observar lo que sucede a medida que el planeta se acerca a la estrella es de particular interés para los astrónomos.
