En el Sistema Solar, Júpiter es indiscutiblemente el rey de los planetas, pero en otros rincones de la Vía Láctea, existen gigantes aún mayores, los llamados “super Júpiter”, orbitando en regiones desoladas a miles de millones de kilómetros de sus estrellas. Recientemente, un estudio publicado en la revista Nature Astronomy, utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST), observó el sistema HR 8799, ubicado a unos 130 años luz de la Tierra. Este sistema, previamente fotografiado mediante imagen directa, alberga cuatro planetas gigantes gaseosos con masas entre 5 y 10 veces la de Júpiter, y que se encuentran a distancias de sus estrellas entre 15 y 70 unidades astronómicas, una configuración difícil de explicar con las teorías tradicionales de formación planetaria.
En la comunidad astronómica, existen dos escenarios principales para el nacimiento de estos gigantes: uno similar a Júpiter, donde un núcleo rocoso acumula lentamente polvo y gas (“de abajo hacia arriba”); y otro, parecido a las estrellas, donde una nube de gas colapsa directamente por gravedad (“de arriba hacia abajo”). Debido a que los planetas de HR 8799 se encuentran en el borde exterior del disco protoplanetario, donde la materia es escasa, muchos expertos creían que estos gigantes distantes se formaron por colapso gravitacional, ya que la velocidad de acreción del núcleo en esas distancias sería demasiado lenta para ensamblar planetas tan masivos antes de que el disco de gas se disipara.
Para desentrañar este misterio, el equipo de investigación utilizó el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) del telescopio Webb para buscar “azufre” en las atmósferas planetarias. En las primeras etapas de la formación planetaria, el azufre suele estar atrapado en rocas o hielos sólidos. Por lo tanto, la detección de grandes cantidades de azufre en la atmósfera de un planeta indicaría que este ha consumido una gran cantidad de material sólido durante su crecimiento, lo que sugeriría un proceso de acreción del núcleo. Los resultados sorprendieron a los científicos: encontraron trazas de sulfuro de hidrógeno en los tres planetas interiores, confirmando que estos gigantes, con masas hasta 10 veces la de Júpiter, se formaron de manera similar a Júpiter, es decir, mediante el proceso de acreción del núcleo “de abajo hacia arriba”.
▲ Esta es la escena donde el telescopio Webb (JWST) capturó evidencia de la génesis planetaria. La foto de la izquierda muestra tres de los gigantes del sistema HR 8799; la de la derecha es la “huella química” del planeta “c” tomada por los científicos. Se puede observar que la curva naranja presenta fluctuaciones en una ubicación específica, lo que demuestra la presencia de sulfuro de hidrógeno. Este descubrimiento resuelve el misterio: estos planetas gigantes no se formaron por colapso directo como las estrellas, sino que se ensamblaron gradualmente a partir de rocas y bloques de hielo, al igual que Júpiter. (Fuente: UCSD)
▲ Imagen artística que ilustra un disco protoplanetario acrecentando material cercano. (Fuente: ESA/Webb)
Este hallazgo plantea nuevos interrogantes a los astrónomos, ya que, según los modelos actuales, la eficiencia de acumulación de material planetario a una distancia tan grande de la estrella no debería ser tan alta. Estos planetas no solo son ricos en azufre, sino que también son uniformemente ricos en carbono y oxígeno, lo que indica que fueron extremadamente eficientes en la fusión de material sólido durante su formación. Este estudio desafía el marco existente de la evolución planetaria, y los científicos aún no pueden explicar cómo el universo pudo ensamblar supergigantes de esta manera tan “altamente eficiente” en una frontera tan tenue. En el futuro, la comunidad astronómica continuará explorando sistemas similares para determinar si HR 8799 es un caso único o si nuestra comprensión de cómo el universo crea planetas aún tiene lagunas cruciales.
（Este artículo ha sido autorizado para su reproducción por el Observatorio Astronómico de Taipei; la imagen principal es una representación artística de un gigante gaseoso en sus primeras etapas de formación, fuente: ESO）
