¿Cuánto dura un día en un exoplaneta?. Primera medición

El exoplaneta Beta Pictoris b orbita a la estrella Beta Pictoris, visible a simple vista, que se encuentra a unos 63 años luz de la Tierra en la constelación austral de Pictor (el caballete del pintor). Este exoplaneta fue descubierto hace casi seis años y fue uno de los primeros de los que se obtuvo imagen directa. Orbita a su estrella anfitriona a una distancia de solo ocho veces la distancia Tierra-Sol siendo, además, el más cercano a su estrella captado en imágenes directas.

Así, este nuevo resultado, que se publica en Nature, extiende a los exoplanetas la relación entre masa y rotación existente en el sistema solar. Haciendo una comparación, el ecuador de Júpiter tiene una velocidad de unos 47.000 km/h, mientras que la Tierra viaja a tan solo 1.700 km/h. Beta Pictoris b es más de 16 veces más grande y 3.000 veces más masiva que la Tierra, pero un día del planeta solo dura 8 horas.

“No se sabe por qué algunos planetas giran rápido y otros más despacio”, afirma el coautor Remco de Kok, “pero esta primera medida de la rotación de un exoplaneta muestra que la tendencia vista en el sistema solar, en la que los planetas más masivos giran más deprisa, puede aplicarse a los exoplanetas. Debe tratarse de una consecuencia universal derivada de la forma en que se crean los planetas”.

Relación universal entre masa y velocidad de rotación de los planetas. / ESO/I. Snellen (Leiden University)

Por otro lado, hay otros procesos que pueden influir en el cambio de la velocidad de giro del planeta. Por ejemplo, el espín de la Tierra se está ralentizando con el paso del tiempo debido a las interacciones de marea con nuestra Luna.

Los astrónomos hicieron uso de una técnica muy precisa llamada espectroscopía de alta dispersión para dividir la luz en los colores que la forman, las diferentes longitudes de onda en el espectro. El principio del desplazamiento o efecto Doppler les permitió usar el cambio en la longitud de onda para detectar que diferentes partes del planeta se movían a velocidades diferentes y en direcciones opuestas en relación al observador. Eliminando cuidadosamente los efectos de la estrella anfitriona, mucho más brillante, fueron capaces de extraer la señal de la rotación del planeta.

Esta técnica está estrechamente relacionada con la técnica para hacer imágenes Doppler, que ha sido utilizada durante varias décadas para realizar mapas de las superficies de las estrellas y, recientemente, de la enana marrón Luhman 16B. La rápida rotación de Beta Pictoris b significa que, en el futuro, será posible hacer un mapa global del planeta, mostrando posibles patrones de nubes y grandes tormentas.

‘»Esta técnica puede utilizarse en una muestra mucho más grande de exoplanetas con la excelente resolución y sensibilidad del E-ELT y un espectrógrafo de imagen de alta dispersión. Con el futuro instrumento METIS (Mid-infrared E-ELT Imager and Spectrograph) seremos capaces de hacer mapas globales de exoplanetas y de caracterizar  planetas mucho más pequeños que Beta Pictoris b con esta técnica'», afirma el investigador principal de METIS y coautor del nuevo artículo, Bernhard Brandl.