Astrónomos de la Universidad de Yale podrían haber descubierto el origen de uno de los fenómenos más brillantes del universo: los dobles Júpiteres calientes, y han formulado un plan para encontrar más de estos fenómenos.

Los Júpiteres calientes son planetas gigantes y extremadamente calientes (temperaturas de hasta 3.000 °F), del tamaño aproximado de Júpiter o Saturno. Sus órbitas están tan cerca de su estrella que tardan menos de un día en dar una vuelta alrededor del Sol.

El primer Júpiter caliente descubierto en 1995 (llamado 51 Pegasi b) ganó a dos astrónomos suizos el Premio Nobel de Física de 2019 e inició una ola de descubrimientos de exoplanetas que continúa hasta hoy.

Los Júpiteres calientes son un tipo raro de planeta, orbitando alrededor de solo el 1% de las estrellas aproximadamente. Los dobles Júpiteres calientes son aún más raros. Ocurren en sistemas binarios —sistemas solares donde dos estrellas se orbitan mutuamente— con un Júpiter caliente formándose alrededor de cada estrella.

En un nuevo estudio en The Astrophysical Journal, la astrónoma de Yale Malena Rice y su equipo demuestran que la evolución normal y a largo plazo de un sistema binario puede llevar naturalmente a la formación de un Júpiter caliente alrededor de cada estrella.

Este proceso se conoce formalmente como migración von Zeipel-Lidov-Kozai (ZLK). ZLK sostiene que, durante un largo período de tiempo, planetas con órbitas o ángulos anómalos pueden ser influenciados por la gravedad de un cuerpo secundario más distante. Rice dice que, en este caso, este mecanismo puede formar Júpiteres calientes.

"El mecanismo ZLK es como una danza", dice Rice, profesora asistente de astronomía en el Yale College of Liberal Arts. "En un sistema binario, la estrella extra puede moldear y distorsionar la órbita del planeta, causando que el planeta migre hacia adentro".

"Demostramos cómo los planetas en sistemas binarios experimentan un proceso de migración especular, de modo que ambas estrellas terminan formando Júpiteres calientes".

Yurou Liu, estudiante de Yale que entrará en su cuarto año y primera autora del estudio, dice que para realizar esta investigación, los investigadores llevaron a cabo simulaciones numéricas para mostrar la evolución de dos estrellas y dos planetas en configuraciones de sistemas binarios.

Liu dice: "Con el código correcto y suficiente potencia computacional, podemos explorar cómo evolucionan los planetas durante miles de millones de años —movimientos que no se pueden observar en una vida humana, pero que aún dejan algunas huellas observables para nosotros".

En cuanto a los Júpiteres calientes, la profesora Liu indica que su existencia misma desafía las nociones previas sobre la formación planetaria, haciendo que su mecanismo de formación sea aún más intrigante. "Esperamos que los gigantes gaseosos se formen lejos de su estrella principal", dice. "Esto hace que los Júpiteres calientes sean tanto fáciles de entender como llenos de misterio, un tema digno de estudio".

El equipo de investigación también propone sugerencias para buscar dobles Júpiteres calientes: docenas de Júpiteres calientes ya descubiertos que se encuentran en sistemas estelares cercanos con una segunda estrella.

"Nuestro mecanismo funciona mejor cuando la distancia entre estrellas es moderada", dice Tiger Lu, coautor del estudio que obtuvo su doctorado en astrofísica de Yale esta primavera. "Necesitan estar lo suficientemente lejos para que aún se espere que se formen gigantes gaseosos alrededor de cada estrella, pero lo suficientemente cerca para que las dos estrellas puedan influirse mutuamente durante la vida del sistema".