Astrónomos podrían haber redefinido el límite superior de tamaño para lo que se considera un planeta, gracias a nuevos conocimientos sobre cómo se forman los mundos gigantes.
Nuevas observaciones del Telescopio Espacial James Webb (JWST) sugieren que incluso gigantes gaseosos extremadamente masivos –que antes se pensaba que eran demasiado grandes para formarse como planetas ordinarios– podrían crecer a través del mismo proceso básico, cambiando la forma en que los científicos diferencian entre planetas masivos y enanas marrones.
Los hallazgos provienen de un estudio detallado del sistema HR 8799, una joven estrella similar al Sol ubicada a 133 años luz de la Tierra, que alberga cuatro enormes gigantes gaseosos orbitando lejos de su estrella madre. Cada mundo tiene entre cinco y diez veces la masa de Júpiter –el planeta más grande de nuestro sistema solar–, situándolos cerca de la difusa frontera entre planetas y enanas marrones, objetos subestelares que fusionan deuterio en lugar de hidrógeno como las estrellas, lo que les ha valido el apodo de «estrellas fallidas», según una declaración de la Universidad de California, San Diego.
Durante años, los astrónomos han debatido si planetas tan masivos podrían formarse a través de la acreción del núcleo, el proceso lento y ascendente en el que el material sólido se agrupa en un núcleo denso que luego atrae grandes cantidades de gas. A grandes distancias orbitales, donde el material es escaso y los discos protoplanetarios se desvanecen rápidamente, muchos investigadores pensaban que este mecanismo simplemente no permitiría suficiente tiempo para que estos planetas crecieran tanto.
Para probar esta suposición, el equipo de investigación utilizó los potentes espectrógrafos infrarrojos del JWST para analizar la composición química de las atmósferas de los planetas. En lugar de centrarse en gases comunes como el vapor de agua o el monóxido de carbono, los científicos buscaron moléculas que contienen azufre, elementos que típicamente comienzan como granos sólidos en un disco protoplanetario joven y, por lo tanto, sugieren que el planeta se formó a través de la acreción del núcleo, según la declaración.
Los datos espectrales proporcionados por el JWST revelaron sulfuro de hidrógeno en la atmósfera de HR 8799 c, uno de los gigantes internos del sistema, proporcionando una fuerte evidencia de que el planeta se formó primero ensamblando un núcleo sólido antes de acrecer gas rápidamente. Esta huella química es difícil de explicar de otra manera si el planeta se hubiera formado en cambio a través de un colapso rápido y similar al de una estrella. El equipo también descubrió que los planetas estaban más enriquecidos con elementos pesados, como el carbono y el oxígeno, que su estrella, lo que apoya aún más que se formaron como planetas.
«Con la detección de azufre, podemos inferir que los planetas HR 8799 planetas probablemente se formaron de manera similar a Júpiter a pesar de ser de cinco a diez veces más masivos, lo cual fue inesperado», dijo Jean-Baptiste Ruffio, autor principal del estudio, en la declaración.
Por lo tanto, el estudio sugiere que la acreción del núcleo puede operar de manera eficiente incluso a masas y distancias extremas, expandiendo los límites conocidos del proceso de formación planetaria. Si se confirma en otros sistemas, este hallazgo podría obligar a los astrónomos a replantearse dónde –y cómo– se traza la línea entre los planetas gigantes y las enanas marrones.
Sus hallazgos fueron publicados el 9 de febrero en la revista Nature Astronomy.
