Las ‘súper bocanadas’ espaciales están cambiando nuestra comprensión de cómo se forman los planetas

Una representación artística de WASP-107b orbitando frente a su estrella

Una representación artística de WASP-107b orbitando frente a su estrella (ESA / Hubble, NASA, M. Kornmesser /)

Cuando Caroline Piaulet comenzó a observar un exoplaneta llamado WASP-107b, un gigante gaseoso que orbitaba una estrella en la constelación de Virgo a unos 212 años luz de distancia, estaba principalmente interesada en descubrir qué había dentro. “Básicamente, quería obtener los datos más precisos sobre de qué estaba hecha la atmósfera”, dice Piaulet, estudiante de doctorado en el Instituto de Investigación sobre Exoplanetas de la Universidad de Montreal. Para hacer eso, dice, primero tuvo que calcular su masa, una parte rutinaria de la espectroscopia de transmisión, que los astrónomos usan para analizar la composición química de los exoplanetas. En cambio, lo que encontró Piaulet cambiaría lo que los astrónomos saben sobre cómo se forman algunos planetas. “No esperábamos encontrar lo que encontramos”.

Hasta ahora, la formación de planetas ha tendido a seguir patrones que vemos en nuestro propio sistema solar. Cuando se forman las estrellas, están rodeadas por un disco de polvo y gas llamado disco protoplanetario; este es el material que proporciona los materiales de construcción para lo que eventualmente se convertirá en un planeta. En los modelos clásicos, basados ​​en lo que los astrónomos saben sobre Júpiter y Saturno, los gigantes gaseosos necesitan tener un núcleo sólido al menos diez veces más masivo que la Tierra para recolectar suficiente gas antes de que el disco desaparezca. Sin ese núcleo gigante, creían los astrónomos, los planetas no podrían acumularse y mantener las grandes envolturas de gas que los convierten en gigantes gaseosos.

Pero WASP-107b está rompiendo esas reglas: aunque es comparable en tamaño a Júpiter, es diez veces más liviano, acercándolo a la masa de Neptuno y convirtiéndolo en una “super bocanada”, o uno de los exoplanetas menos densos jamás descubiertos. Piaulet concluyó que el núcleo de WASP-107b no tiene más de cuatro veces la masa de la Tierra, lo que significa que más del 85 por ciento de la masa del planeta se puede encontrar en la gruesa capa de gas que gira alrededor de su núcleo. En Neptuno, en comparación, la capa de gas solo representa del 5 al 15 por ciento de su masa total.

Para complicar aún más las cosas, WASP-107b está increíblemente cerca de su estrella, más de 16 veces más cerca que la Tierra del Sol, con un período orbital de sólo 5,7 días. Si el planeta se hubiera formado originalmente donde está ahora, explica Piaulet, no hay forma de que se hubiera convertido en un gigante gaseoso. “Para acumular suficiente gas para convertirse en un gigante gaseoso, tiene que suceder muy rápido”, dice Piaulet. “Así que tiene que suceder en un entorno más frío, lo que significa que tiene que estar lejos de la estrella”. La existencia de WASP-107b, entonces, no tenía ningún sentido.

Para explicar cómo surgió WASP-107b, Piaulet y su equipo miraron hacia otro planeta, y hacia una teoría que anteriormente solo se había aplicado a planetas más pequeños “superhumos”. Los astrónomos notaron que WASP-107c, otro planeta que orbita la estrella de WASP-107b pero con un período orbital mucho mayor de tres años, tenía una órbita excéntrica u ovalada. “Eso nos dice algo sobre la historia del sistema”, explica Piaulet. Lo más probable es que WASP-107b se haya formado más lejos de su estrella que donde se encuentra ahora, y fue esencialmente lanzado en su órbita actual por WASP-107c. Mientras que la órbita de WASP-107b se normalizó en un círculo debido a su proximidad a la estrella, Piaulet explica que la órbita excéntrica de WASP-107c “guarda la memoria de lo que sucedió en el sistema”.

“Este trabajo aborda los fundamentos mismos de cómo los planetas gigantes pueden formarse y crecer”, dijo Björn Benneke, supervisor de Piaulet y profesor de astrofísica en la Université de Montréal en comunicado de prensa.

Ahora que su trabajo para establecer la masa de WASP-107b está completo, Piaulet puede volver a su objetivo original de descubrir de qué está hecho el planeta. Pero, dice, ha cambiado para siempre la forma en que enfoca su trabajo. “Esto me hace pensar más en la formación de los planetas”, dice. “Eso no es algo en lo que haya pensado tanto antes; Me concentré más en la química. Ahora pregunto qué nos puede decir la estructura interior sobre la historia del planeta. La masa y el radio te dicen mucho más de lo que piensas “.

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