Las mediciones del satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA han permitido a los astrónomos mejorar en gran medida su comprensión del extraño entorno de KELT-9 b, uno de los planetas más calientes que se conocen.

"El factor de rareza es alto con KELT-9 b, "dijo John Ahlers, astrónomo de la Asociación de Investigación Espacial de Universidades en Columbia, Maryland, y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Es un planeta gigante muy cercano, órbita casi polar alrededor de una estrella que gira rápidamente, y estas características complican nuestra capacidad para comprender la estrella y sus efectos en el planeta ".

Los nuevos hallazgos aparecen en un artículo dirigido por Ahlers publicado el 5 de junio en El diario astronómico .

Ubicado a unos 670 años luz de distancia en la constelación de Cygnus, KELT-9 b fue descubierto en 2017 porque el planeta pasó frente a su estrella durante una parte de cada órbita, un evento llamado tránsito. Los tránsitos regularmente atenúan la luz de la estrella en una cantidad pequeña pero detectable. Los tránsitos de KELT-9 b fueron observados por primera vez por la encuesta de tránsito KELT, un proyecto que recopiló observaciones de dos telescopios robóticos ubicados en Arizona y Sudáfrica.

Entre el 18 de julio y el 11 de septiembre, 2019, como parte de la campaña anual de la misión para observar el cielo del norte, TESS observó 27 tránsitos de KELT-9 b, tomando medidas cada dos minutos. Estas observaciones permitieron al equipo modelar la estrella inusual del sistema y su impacto en el planeta.

KELT-9 b es un mundo gigante gaseoso aproximadamente 1,8 veces más grande que Júpiter, con 2,9 veces su masa. Las fuerzas de las mareas han bloqueado su rotación, por lo que el mismo lado siempre mira hacia su estrella. El planeta gira alrededor de su estrella en solo 36 horas en una órbita que lo lleva casi directamente sobre ambos polos de la estrella.

KELT-9 b recibe 44, 000 veces más energía de su estrella que la Tierra del Sol. Esto hace que la temperatura del lado del día del planeta sea alrededor de 7, 800 grados Fahrenheit (4, 300 C), más caliente que las superficies de algunas estrellas. Este intenso calentamiento también hace que la atmósfera del planeta fluya hacia el espacio.

Su estrella anfitriona es una rareza, también. Tiene aproximadamente el doble del tamaño del Sol y, en promedio, es un 56 por ciento más caliente. Pero gira 38 veces más rápido que el Sol, completando una rotación completa en solo 16 horas. Su giro rápido distorsiona la forma de la estrella, aplanándolo en los polos y ensanchando su sección media. Esto hace que los polos de la estrella se calienten y se iluminen mientras que su región ecuatorial se enfría y se atenúa, un fenómeno llamado oscurecimiento por gravedad. El resultado es una diferencia de temperatura en la superficie de la estrella de casi 1, 500 F (800 C).

Con cada órbita, KELT-9 b experimenta dos veces la gama completa de temperaturas estelares, produciendo lo que equivale a una peculiar secuencia estacional. El planeta experimenta "verano" cuando se balancea sobre cada polo caliente e "invierno" cuando pasa sobre la sección media más fría de la estrella. Así que KELT-9 b experimenta dos veranos y dos inviernos cada año, con cada temporada unas nueve horas.

"Es realmente intrigante pensar en cómo el gradiente de temperatura de la estrella impacta en el planeta, "dijo Knicole Colón de Goddard, coautor del artículo. "Los diferentes niveles de energía recibidos de su estrella probablemente producen una atmósfera extremadamente dinámica".

La órbita polar de KELT-9 b alrededor de su estrella aplanada produce tránsitos claramente asimétricos. El planeta comienza su tránsito cerca de los polos brillantes de la estrella y luego bloquea cada vez menos luz a medida que viaja sobre el ecuador más tenue de la estrella. Esta asimetría proporciona pistas sobre los cambios de temperatura y brillo en la superficie de la estrella, y permitieron que el equipo reconstruyera la forma irregular de la estrella, cómo está orientado en el espacio, su rango de temperaturas superficiales, y otros factores que impactan al planeta.

"De los sistemas planetarios que hemos estudiado mediante el oscurecimiento de la gravedad, los efectos en KELT-9 b son, con mucho, los más espectaculares, "dijo Jason Barnes, profesor de física en la Universidad de Idaho y coautor del artículo. "Este trabajo contribuye en gran medida a unificar el oscurecimiento por gravedad con otras técnicas que miden la alineación planetaria, que, al final, esperamos que revele secretos sobre la formación y la historia evolutiva de los planetas alrededor de estrellas de gran masa ".