Proximidad peligrosa: Pulsar da forma a exoplanetas en forma de limón
Las fuertes fuerzas de marea distorsionan el exoplaneta PSR J2322-2650 b hasta darle forma de limón. Orbita un púlsar, cuya intensa radiación calienta su atmósfera y hace que se evapore. El planeta contradice los modelos de formación conocidos y proporciona nuevos conocimientos sobre la física de los sistemas planetarios extremos.
La imagen del artista muestra el exoplaneta PSR J2322-2650 b (izquierda) orbitando el púlsar que gira rápidamente (derecha). De sus polos magnéticos emergen dos chorros de radiación de radio y partículas de alta energía, lo que le da la apariencia de un faro cósmico. Debido a su proximidad al púlsar, el exoplaneta adquiere forma de limón y se calienta significativamente.
Los astrónomos describen como una sorpresa absoluta el descubrimiento del exoplaneta PSR J2322-2650 b, a unos 2.050 años luz de la Tierra, utilizando el telescopio espacial James Webb. Orbita alrededor de una estrella de neutrones extremadamente densa y que gira rápidamente, el llamado púlsar. No sólo su extraña apariencia, sino también su propia existencia ponen en duda las teorías comunes sobre la formación de planetas. Un equipo dirigido por Michael Zhang de la Universidad de Chicago ha publicado los resultados de este extraordinario sistema doble en la revista científica “The Astrophysical Journal Letters”.
PSR J2322-2650 b tiene aproximadamente el tamaño y la masa de Júpiter, pero orbita alrededor de una pequeña estrella central: con aproximadamente dos masas solares, el púlsar es significativamente más masivo que el exoplaneta, pero sólo unos pocos kilómetros de diámetro, comparable a una ciudad más grande. Presumiblemente debido a su distancia extremadamente cercana de sólo 1,6 millones de kilómetros, las inmensas fuerzas de marea del púlsar toman la forma de un limón. A modo de comparación: el punto de la órbita de Mercurio más cercano al Sol está a unos 46 millones de kilómetros. La distancia de 1,6 millones de kilómetros es sólo cuatro veces la distancia entre la Tierra y la Luna.
La órbita extremadamente estrecha del planeta recién descubierto, justo fuera del llamado límite de Roche, dentro del cual quedaría completamente destrozado, da como resultado un período orbital de sólo 7,8 horas. PSR J2322-2650 b probablemente esté bloqueado en rotación y siempre mira hacia el mismo lado que su estrella central. Una rotación completa alrededor de su eje coincide con una órbita alrededor de la estrella de neutrones, comparable al sistema Tierra-Luna.
El púlsar gira en sólo 3,5 milisegundos y emite principalmente radiación gamma de alta energía. Esto afecta la atmósfera del exoplaneta y la calienta significativamente. Los modelos mostraron temperaturas de hasta 2.000 grados centígrados durante el día y casi 700 grados durante la noche. Los vientos del oeste distribuyen el calor a nivel mundial, un patrón dinámico que rara vez se observa en estos «Júpiter cálidos».
Sin embargo, la composición química de la atmósfera es aún más desconcertante: en lugar de vapor de agua, metano o dióxido de carbono, el equipo de investigación encontró helio y carbono molecular. Esto contradice todos los modelos fuente conocidos. Incluso se plantea la hipótesis de la formación de diamantes en el interior altamente denso del planeta.
Una configuración tan extremadamente rara de un púlsar y una compañera de masa mucho menor, generalmente una estrella, se denomina “sistema de viuda negra”. La estrella de neutrones roba material a su compañera y finalmente lo evapora con su intensa radiación, en el sentido más amplio de la palabra, similar a la araña que lleva su nombre, que se come a su compañera después del apareamiento. En el caso de PSR J2322-2650 b, sin embargo, no se trata de una estrella, sino de un planeta gaseoso. Este mundo que antes era único y físicamente imposible plantea más preguntas de las que puede responder.
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