Muchos estudiantes recurren a trucos mnemotécnicos para recordar el orden de los planetas en nuestro Sistema Solar, con los mundos rocosos cerca del Sol y los gigantes gaseosos más alejados.
Ahora, los astrónomos han descubierto un sistema planetario cercano que rompe con este patrón familiar.
Un equipo internacional liderado por Thomas Wilson, de la Universidad de Warwick, utilizó el satélite Cheops de la ESA, junto con otros observatorios espaciales y terrestres, para estudiar la estrella enana roja LHS 1903 y sus planetas.
LHS 1903 es una estrella enana M pequeña y fría que brilla menos que el Sol.
Trabajos anteriores ya habían identificado tres planetas orbitando esta estrella.
Las mediciones revelaron que el planeta más interno es rocoso, mientras que los dos planetas exteriores son gaseosos y poseen atmósferas densas.
Las observaciones de Cheops revelaron algo inesperado: un cuarto planeta orbitando aún más lejos de LHS 1903.
El análisis posterior indica que este planeta más externo es pequeño y rocoso, a pesar de encontrarse en una región donde normalmente se esperaría un planeta rico en gas.
La arquitectura resultante es rocoso, gaseoso, gaseoso y luego rocoso nuevamente, un orden “al revés” que desafía los modelos estándar de formación planetaria.
Las teorías actuales predicen que cerca de una estrella joven, la intensa radiación elimina el gas circundante, dejando atrás planetas rocosos compactos.
Más lejos, en las regiones más frías de un disco protoplanetario, el gas puede acumularse alrededor de núcleos sólidos para formar gigantes gaseosos o mundos ricos en gas.
Por lo tanto, un planeta rocoso a gran distancia de su estrella representa un enigma.
El equipo examinó si eventos violentos podrían explicar las observaciones, como una colisión con un asteroide, cometa o cuerpo planetario grande que podría haber dispersado una envoltura gaseosa del planeta exterior.
También consideraron si los planetas podrían haber intercambiado órbitas con el tiempo, reorganizando el sistema.
Las simulaciones y los cálculos orbitales no respaldaron estos escenarios, lo que llevó a los investigadores a favorecer una explicación diferente.
Su hipótesis preferida es que los planetas alrededor de LHS 1903 no se formaron todos a la vez, sino que emergieron uno tras otro.
En la visión convencional, los planetas crecen a partir de un disco de gas y polvo a medida que muchos embriones planetarios se forman aproximadamente simultáneamente y luego evolucionan durante millones de años hasta convertirse en planetas de varios tamaños y composiciones.
En contraste, LHS 1903 parece albergar un sistema donde la estrella podría haber dado origen a planetas hermanos de forma secuencial, un proceso conocido como formación planetaria “de adentro hacia afuera”.
Esta idea se propuso hace una década, pero hasta ahora la evidencia ha sido limitada.
En este caso, el planeta rocoso exterior parece ser un recién llegado que se formó en un entorno muy diferente al de sus hermanos interiores.
Para cuando este mundo tomó forma, el sistema podría haberse agotado en gran medida del gas que normalmente se considera crucial para la construcción de planetas con atmósferas densas.
El descubrimiento sugiere que la formación planetaria puede progresar en un disco empobrecido en gas, produciendo un planeta rocoso pequeño donde normalmente se esperaría un mundo rico en gas.
Esto convierte al planeta exterior en una anomalía rara o en un ejemplo temprano de una clase más amplia de planetas que los modelos actuales aún no capturan por completo.
Los científicos involucrados en el trabajo argumentan que tales sistemas los obligan a revisar las suposiciones basadas únicamente en el Sistema Solar.
Las teorías tradicionales de formación planetaria se desarrollaron en gran medida a partir de lo que se sabe sobre los ocho planetas que orbitan el Sol.
A medida que nuevos instrumentos descubren sistemas exoplanetarios más diversos, incluidos aquellos que no se parecen en nada al nuestro, los teóricos están ajustando sus modelos para adaptarse a esta creciente variedad.
Maximilian Gunther, científico del proyecto Cheops, señala que muchos aspectos de la formación y evolución planetaria aún se entienden mal, y que sistemas como LHS 1903 proporcionan pistas cruciales.
La misión está diseñada para medir el tamaño y las órbitas de los exoplanetas con alta precisión, lo que ayuda a los investigadores a relacionar las propiedades planetarias con sus historias de formación.
El sistema LHS 1903 se suma a una lista de sistemas planetarios “extraños” que desafían las expectativas.
Cada uno de estos descubrimientos obliga a los astrónomos a cuestionar cuán universal es la disposición del Sistema Solar.
A su vez, ayudan a situar al Sol y sus planetas en el contexto de la población más amplia de sistemas planetarios en la Vía Láctea.
El trabajo también plantea preguntas sobre la frecuencia con la que podría ocurrir la formación “de adentro hacia afuera” y si otros sistemas albergan planetas rocosos que se forman tardíamente en regiones pobres en gas.
A medida que continúen las encuestas y mejoren los instrumentos, es posible que surjan más ejemplos.
Eso permitiría a los astrónomos probar si LHS 1903 es único o parte de una tendencia más amplia que exige una revisión sustancial de la teoría de la formación planetaria.
Informe de investigación: Gas-depleted planet formation occurred in the four-planet system around the red dwarf LHS 1903
Enlaces relacionados
European Space Agency
Lands Beyond Beyond – extra solar planets – news and science
Life Beyond Earth
