El planeta WASP-103b tiene una forma ovalada, semejante a un balón de rugby, porque se encuentra extremadamente cerca de su estrella y está compuesto principalmente por gas. La intensa fuerza gravitatoria de la estrella deforma el planeta, achatando sus polos y ensanchando su ecuador.
Esta deformación no solo permite describir la apariencia de WASP-103b, sino también estudiar su estructura interna. Al medir cuánto se desvía de una esfera, los investigadores pueden obtener información sobre la distribución de la materia en su núcleo y en su atmósfera.
Por qué WASP-103b parece un balón de rugby
En 22 horas y 12 minutos, una persona puede recorrer a pie unos 115 kilómetros. En coche, por autopista, podríamos recorrer unos 2800 kilómetros, la distancia que separa Madrid de Estambul en línea recta. En ese tiempo, el planeta WASP-103b recorre los tres millones y medio de kilómetros de su órbita alrededor de su estrella.
Este es uno de los apodados ‘Júpiter caliente de periodo ultra-corto’. Esto nos viene a decir que este exoplaneta, situado a más de 1 500 años-luz de distancia de nuestro hogar, es una gigantesca bola de gas como nuestro hermano planetario Júpiter y que además está tan sumamente cerca de su estrella que soporta temperaturas de varios miles de grados.
¿Y eso qué significa y por qué es tan importante? Estos dos factores, la cercanía a la estrella y la composición gaseosa del planeta, hacen que su forma no sea esférica sino ovalada, de manera que se achatan sus polos y se ensancha su ecuador.
Es decir, estamos ante un planeta con forma ovalada, como un balón de rugby.
Un planeta deformado por la gravedad
La fuerza gravitatoria es una de las tres fuerzas fundamentales (junto con la electromagnética y la nuclear). Es la más relevante a escala planetaria y tiene una característica fundamental: disminuye con el cuadrado de la distancia.
Esto implica que un planeta situado tres veces más lejos que otro de su estrella notará un tirón gravitatorio nueve veces menor. Así que, cuanto más cerca estamos de una estrella, sentiremos mucho más su gravedad.
Además, no todos los materiales notan la gravedad de la misma forma. Un cuerpo rígido como una roca es menos maleable que uno líquido como el agua.
Esto es lo que ocurre en el caso de la Tierra y la Luna. La Luna, al estar tan cerca de la Tierra, ejerce una fuerza diferente en los distintos puntos del globo terráqueo.
Y esto es más evidente en el fluido más abundante que tenemos sobre la superficie de nuestro planeta: el agua. Esta diferencia de fuerzas hace que los océanos cambien ligeramente de profundidad dependiendo de la posición de la Luna en su órbita alrededor de la Tierra, produciendo el efecto que conocemos como mareas.
Estas fuerzas no afectan de manera significativa solo a los líquidos, también a los gases. Y de ahí la curiosa forma ovalada del planeta gaseoso WASP-103b.
La deformación revela la estructura interna
Lo interesante no es solo que el planeta sea ovalado, sino en qué grado.
Pero lo verdaderamente interesante es cuánto se achata el planeta. El grado de achatamiento del planeta depende directamente de cómo está distribuida la materia en su interior.
Es decir, sin necesidad de viajar hasta allí (algo que por otro lado es inviable) podemos atisbar la estructura interna del planeta (cómo de grande es su núcleo rocoso o cómo de densa es su gruesa capa atmosférica) tan sólo midiendo su forma y comprobando cuánto se desvía de una esfera.
Esta deformación se resume en un número con un precioso nombre: el ‘número de Love’.
Los números de Love (apodados así por el matemático que los propuso, Augustus Edward H. Love) proporcionan una medida de la rigidez o elasticidad de un planeta.
En concreto, el segundo número de Love, h, proporciona información sobre la distribución de materia en el núcleo de un planeta frente a su atmósfera.
El número de Love de WASP-103b
En el caso que nos ocupa, hemos podido medir por primera vez un número de Love distinto de cero en un exoplaneta, obteniendo un valor de 1,59 para WASP-103b.
Y este valor es muy interesante porque es similar al de nuestro vecino Júpiter (1,57). Esto nos sugiere que la estructura interna de WASP-103b es similar a la de nuestro gigante gaseoso.
Sin embargo, su tamaño es casi dos veces mayor. Este hecho nos sugiere que la gigantesca atmósfera de WASP-103b está hinchada por la alta irradiación de su estrella debido a su cercanía.
| Característica | WASP-103b | Júpiter |
|---|---|---|
| Número de Love | 1,59 | 1,57 |
| Composición principal | Gigantesca bola de gas | Gigante gaseoso |
| Forma | Ovalada, como un balón de rugby | Similar a una esfera achatada |
Una deformación observable desde la Tierra
Aún más, a esa distancia de su estrella, ese número de Love nos indica que su forma no es esférica, sino ovalada.
Su radio en la dirección estrella-planeta es un 15 % mayor que en la dirección perpendicular, como ocurre por ejemplo con un huevo o con un balón de rugby.
Esa deformación en la propia forma del planeta se puede detectar a partir del método de los tránsitos. Esta técnica se basa en medir la disminución en el brillo de una estrella por el paso de un planeta por delante, que ocultará parte de la estrella.
Es uno de los métodos más prolíficos en la detección de planetas más allá de nuestro sistema solar. Aunque no podemos ver el planeta, sí podemos ver ese descenso en el brillo de la estrella.
Como nos podemos imaginar, la forma que tenga ese descenso (al que llamamos tránsito) dependerá de la forma que tenga el planeta. Y eso es precisamente lo que hemos usado en este caso.
Cómo se detectó la forma de balón de rugby
Liderados por la investigadora Susana Barros del Instituto de Astrofísica de Portugal, nos dimos cuenta de que los tránsitos de WASP-103b no tenían la forma esperada sino que se parecían más a lo que esperábamos para una deformación ovalada.
Sin embargo, detectar este efecto requiere de detalladas observaciones muy precisas que no son posibles en todos los casos y que están sólo al alcance de unos pocos instrumentos.
El telescopio espacial Cheops, una colaboración entre la Agencia Espacial Europea y la Agencia Suiza, con importante participación española, es uno de esos instrumentos.
Cheops es capaz de medir el brillo de las estrellas con una precisión impresionante, detectando variaciones en este brillo de hasta el 0,001 % (o lo que es lo mismo, de diez partes por millón).
Esto nos ha permitido inferir que la sombra proyectada por el planeta al pasar por delante de su estrella no es esférica, sino ovalada.
Por primera vez, hemos podido medir este efecto (que ya se había predicho teóricamente) de forma observacional.
03.- EXOPLANETAS - Método del Tránsito
El papel de CHEOPS en la observación
La misión CHEOPS permitió analizar con gran precisión la disminución de brillo producida cuando WASP-103b pasa delante de su estrella. La silueta proyectada durante ese tránsito contiene información sobre la forma real del planeta.
Una sombra perfectamente esférica produciría una señal distinta de la que genera un cuerpo ovalado. Las mediciones obtenidas indicaron que el tránsito se parecía más al de un planeta deformado por las fuerzas de marea.
Una vez más, las observaciones corroboran las predicciones teóricas. Y de nuevo, ciencia y tecnología se dan la mano para el progreso del conocimiento, para el entendimiento del mundo que nos rodea y para la comprensión del cosmos.
El globo terráqueo rugby como representación visual
La expresión «globo terráqueo rugby» puede utilizarse como referencia visual para explicar una forma planetaria ovalada, aunque la Tierra no tenga esa geometría extrema. Un globo convencional representa nuestro planeta como una esfera ligeramente achatada, mientras que WASP-103b presenta una deformación mucho más marcada.
El Globo Terráqueo de aluminio, cuero sobre base de mármol. Tiene un diseño elegante y contemporáneo. Su base de mármol y el detalle en cuero le aportan un toque sofisticado, convirtiéndolo en un objeto de decoración original.
Ideal para tu escritorio, biblioteca o como adorno para el living. 16x16x31cm.
La comparación con un balón de rugby ayuda a visualizar que el radio del planeta no es igual en todas las direcciones. En WASP-103b, la dimensión que apunta hacia la estrella es un 15 % mayor que la dimensión medida en dirección perpendicular.
Globo terráqueo y evolución de la Tierra
Ya me parecía a mi de pequeño que las costas este de América del Sur y la oeste de África encajaban demasiado perfectamente. Y que España cabía perfectamente en la silueta del Golfo de México (aunque ahí me colé).
El caso es que con este curioso interactivo, Tectonic Globe («El globo tectónico») se puede revisar cómo era el aspecto del mundo en cualquier época, con solo deslizar el mando de Tiempo mientras el globo gira sin parar.
Como referencias están no solo las siluetas de los continentes (y países) diferenciadas con color, sino también algunas de sus ciudades más representativas.
El globo se puede rotar con el ratón y el mando de tiempo va desde hace 1.000 millones de años hasta 250 millones de años en el futuro, mediante una extrapolación.
Es algo así como un viaje virtual de 1.250 millones de años de planeta Tierra.
Para reconstruir el pasado utiliza el modelo de placas tectónicas Merdith 2021. Los países, con colores suaves, están divididos según las placas sobre las que se encuentran; los fragmentos se desplazan mediante pyGPlates, una aplicación en Python.
Se puede ver cómo África, Europa, Asia, América, Oceanía y la Antártida cambian de posición y se reúnen al viajar al pasado, al igual que las «imaginarias» fronteras actuales que hemos definido los humanos.
Las zonas rojas indican fragmentos que se solapan, para no perderse nada.
Diferencia entre el globo terrestre y el planeta WASP-103b
Un globo terráqueo convencional representa la distribución geográfica de la Tierra y permite localizar continentes, países, ciudades y océanos. Su forma es una aproximación visual a la forma global de nuestro planeta.
WASP-103b, en cambio, es un exoplaneta gaseoso cuya apariencia ovalada está provocada por la cercanía extrema a su estrella. Su forma puede estudiarse mediante las variaciones de luz observadas durante los tránsitos.
La comparación con un balón de rugby no significa que el planeta tenga una superficie sólida con costuras o una estructura semejante a la de un objeto deportivo. La semejanza se refiere exclusivamente a su geometría alargada y achatada.
El estudio de esta deformación permite relacionar la forma externa del planeta con su composición, su elasticidad y la distribución de la materia en su interior.