Los astrónomos han descubierto un planeta gigante, similar a Júpiter, en un lugar inesperado, y está orbitando alrededor una pequeña estrella enana roja cercana, según encuentra un estudio reciente.
El descubrimiento de un planeta tan grande alrededor de una estrella tan pequeña podría forzar a los astrónomos a repensar cómo se forman los planetas, dijeron los investigadores.
Las enanas rojas son el tipo de estrella más común en el universo, constituyendo más del 70% de las estrellas del cosmos. Estas estrellas son pequeñas y frías, típicamente alrededor de una quinta parte tan masivas como el sol y hasta 50 veces más oscuras. Aun así, por muy comunes que sean las enanas rojas, solo el 10% de los 4.000 exoplanetas descubiertos hasta la fecha orbitan estas estrellas.
Utilizando los observatorios astronómicos de Calar Alto, Sierra Nevada y Montsec en España y el Observatorio de Las Cumbres en California, los investigadores analizaron la cercana estrella enana roja GJ 3512, ubicada a unos 31 años luz de la Tierra. GJ 3512 es aproximadamente una octava parte de la masa del sol, casi una séptima parte del diámetro del sol y menos de una centésima parte tan brillante como el sol.
Inesperadamente, alrededor de esa enana roja, los científicos descubrieron un planeta gaseoso, llamado GJ 3512b, cuya masa era casi la mitad de la de Júpiter. El GJ 3512b orbita su estrella a una distancia de aproximadamente un tercio de una unidad astronómica (UA), la distancia promedio entre la Tierra y el sol (que es de aproximadamente 93 millones de millas, o 150 millones de kilómetros).
Este gigante gaseoso es un planeta mucho más grande de lo que el trabajo anterior sugería que orbitaría una estrella tan pequeña. A modo de comparación, mientras que el sol es unas 1,050 veces mayor que la masa de Júpiter, el GJ 3512 es solo unas 250 veces mayor que el GJ 3512b, señaló el autor principal del estudio Juan Carlos Morales, astrofísico del Instituto de Ciencias del Espacio de Barcelona, España.
“Las estadísticas de exoplanetas encontrados hasta ahora parecen indicar que las estrellas de baja masa típicamente albergan pequeños planetas como la Tierra o mini-Neptuno”, dijo Morales a Space.com. “El modelo más aceptado de formación de planetas, el modelo de acumulación de núcleos, también apunta en esta dirección. Pero aquí demostramos lo contrario, es decir, hemos encontrado un planeta gigante de gas orbitando una estrella de muy baja masa”.
Los científicos también encontraron evidencia de otro mundo potencial alrededor de GJ 3512, un planeta de la masa de Neptuno que ellos estimaron es más de una sexta parte de la masa de Júpiter. Sugirieron que este planeta orbita a una distancia superior a 1.2 UA, pero sigue siendo incierto si ese mundo existe realmente.
Además, los científicos sugirieron que otro planeta masivo podría haber orbitado una vez el GJ 3512. La órbita alargada y ovalada del GJ 3512b alrededor de la enana roja sugiere que la gigante gaseosa una vez se metió en un tira y afloja gravitacional con otro mundo enorme que posteriormente fue sacado del sistema, añadiendo un planeta pícaro al espacio interestelar.
Hasta ahora, los astrónomos habían pensado que el modelo de acumulación del núcleo podría explicar la formación de Júpiter y Saturno, así como de muchos otros gigantes gaseosos descubiertos alrededor de estrellas distantes. Este modelo asume que los planetas gigantes nacen en dos fases: Primero, los núcleos de roca y hielo se forman de 10 a 15 veces la masa de la Tierra dentro del disco protoplanetario de gas y polvo que rodea a las estrellas recién nacidas. Luego, después de alcanzar una masa crítica, estos núcleos acumulan rápidamente grandes cantidades de hidrógeno y gas helio.
Las estrellas de baja masa, como las enanas rojas, deberían tener proporcionalmente discos protoplanetarios de baja masa, por lo que es probable que haya menos material en estos discos para formar gigantes gaseosos. De ser así, el modelo de crecimiento central no puede explicar el tamaño gigantesco del GJ 3512b, señalaron Morales y sus colegas.
En cambio, los investigadores sugirieron que el llamado modelo de inestabilidad de los discos de formación de planetas podría ayudar a explicar el GJ 3512b. Este modelo asume que un disco protoplanetario inestable puede fragmentarse en grupos de gas y polvo que luego pueden colapsar directamente bajo su propia gravedad para formar algunos, o tal vez todos, gigantes gaseosos, pasando por alto la necesidad de un núcleo sólido que actúe como una semilla.
“Por primera vez, hemos caracterizado con precisión un exoplaneta que no puede ser explicado por el modelo de formación del núcleo de acumulación”, dijo Morales. “Este exoplaneta prueba que el modelo de inestabilidad gravitacional puede jugar un papel en la formación de planetas gigantes”.
Los investigadores continúan monitoreando este sistema para aprender más sobre su segundo mundo potencial y quizás incluso más planetas, dijo Morales. Además, están examinando a otras 300 enanas rojas más o menos para buscar más exoplanetas, agregó.
Los científicos detallaron sus hallazgos en línea hoy (26 de septiembre) en la revista Science.