El planeta GJ 3090 b presenta una desalineación de 136 grados y gira alrededor de su estrella en sentido contrario a su rotación. Investigadores del IAC han participado en el estudio

Un equipo internacional liderado por la Universidad de Ginebra (UNIGE), con participación de investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha determinado la configuración orbital del exoplaneta GJ 3090 b, que presenta una gran desalineación y orbita en sentido contrario a la rotación de su estrella. El estudio utiliza observaciones obtenidas con el espectrógrafo NIRPS, construido con participación del IAC e instalado en el telescopio de 3,6 metros del Observatorio de La Silla, en Chile.

El resultado plantea un nuevo interrogante sobre la formación de este sistema planetario, ya que no existe ningún compañero masivo conocido capaz de influir en la órbita de GJ 3090 b y explicar su configuración. Los resultados del trabajo se han publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.

Un sistema que rompe el escenario habitual

Las estrellas y sus planetas se forman a partir del colapso de una nube de gas y polvo. Durante el proceso, la nube genera un disco alrededor de la estrella naciente en cuyo interior se forman los planetas. La protoestrella y el disco giran inicialmente en la misma dirección, por lo que, en un escenario ideal, los planetas se desplazan también en esa dirección y sus órbitas se sitúan en el mismo plano que el ecuador de la estrella.

Los sistemas que presentan esta configuración reciben el nombre de sistemas alineados. En el Sistema Solar, los ocho planetas orbitan en la misma dirección que el Sol, aunque existe un pequeño ángulo entre sus planos orbitales y el plano ecuatorial solar. Este ángulo, conocido como ‘Psi’, oscila aproximadamente entre 3 y 7 grados según el planeta. En el caso de la Tierra, supera ligeramente los 7 grados.

Esta pequeña desviación puede reflejar perturbaciones ocurridas durante la formación del Sistema Solar, como un encuentro con otra estrella o un colapso asimétrico de la nube inicial. Por ello, medir el ángulo Psi en otros sistemas permite obtener información sobre su formación y evolución.

“La medición del ángulo Psi proporciona pistas sobre la formación y la evolución de los sistemas planetarios. Por lo tanto, es lógico que intentemos medirlo en otros sistemas planetarios», comenta Yann Carteret, estudiante de doctorado del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y primer autor del estudio sobre GJ 3090 b. “Para nuestra gran sorpresa, el planeta GJ 3090 b no solo tiene una órbita muy desalineada, sino que además orbita de forma retrógrada, en dirección opuesta a la rotación de su estrella”, añade.

GJ 3090, una enana roja con tres planetas

GJ 3090 es una enana roja, más pequeña y fría que el Sol. El planeta GJ 3090 b fue detectado inicialmente por el telescopio espacial TESS mediante el método de los tránsitos, que permite identificar las pequeñas variaciones periódicas en el brillo de una estrella provocadas por el paso de un planeta por delante de ella.

GJ 3090 b tiene un radio 2,2 veces superior al de la Tierra y una masa 4,5 veces mayor, características que lo sitúan dentro de la categoría de los subneptunos, la clase de exoplanetas más abundante en la galaxia.

El equipo utilizó el instrumento NIRPS (Near InfraRed Planet Searcher), un espectrógrafo ultraestable instalado en el telescopio ESO 3.6m del Observatorio de La Silla, para detectar otros dos planetas del sistema, confirmar la presencia de GJ 3090 b, determinar su masa y estudiar su configuración orbital.

“El rendimiento de NIRPS en el infrarrojo ha permitido alcanzar la precisión necesaria para medir el ángulo entre el plano orbital del planeta y el plano ecuatorial de la estrella en el caso de un planeta tan pequeño”, explica Jonay González, investigador del IAC, responsable de la participación española en el proyecto y coautor del estudio.

Una inclinación de 136 grados

Las observaciones han permitido determinar que el ángulo Psi de GJ 3090 b alcanza aproximadamente los 136 grados. Solo se conocen otros cinco sistemas multiplanetarios que albergan un planeta desalineado con un ángulo superior a 70 grados.

Sin embargo, GJ 3090 presenta una particularidad que dificulta explicar su configuración: no hay indicios de otro objeto masivo, como una estrella o un planeta, que pueda haber provocado esta órbita.

“La ausencia de un compañero masivo que explique esta órbita inusual nos ha llevado a explorar otras hipótesis”, explica Vincent Bourrier, profesor e investigador del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y coautor del estudio.

Entre las posibilidades planteadas figura que la estrella pudiera haber acumulado un disco secundario desalineado y retrógrado, en cuyo interior se habrían formado posteriormente los planetas del sistema. Esa hipótesis permitiría explicar la particular configuración orbital de GJ 3090 b sin recurrir a la influencia de un compañero masivo.

Participación del Instituto de Astrofísica de Canarias

El IAC ha desempeñado un papel destacado en el desarrollo de NIRPS dentro de la participación española en el proyecto. El instituto contribuyó al diseño, desarrollo y puesta en marcha del haz de fibras del instrumento, utilizado en las observaciones del sistema GJ 3090.

Además de Jonay I. González Hernández, en el estudio han participado por parte del IAC Vera M. Passegger, Rafael Rebolo, Alejandro Suárez Mascareño y Atanas Stefanov.