El núcleo de un planeta súper esponjoso, expuesto por JWST

Un gran misterio planetario parece tener solución. Los llamados «planetas de algodón de azúcar» son mundos con una densidad tan extremadamente baja que desafiaban nuestras teorías sobre la formación de planetas. Ahora los astrónomos parecen haber descubierto cómo surgieron, y esto fue posible observando lo que sucede dentro de uno de ellos: un logro increíble.

El planeta en cuestión es WASP-107b. Tiene un volumen de más del 75 por ciento del de Júpiter pero menos de una décima parte de su masa, lo que le otorga una de las densidades más bajas conocidas entre los planetas. Por lo tanto, este mundo tiene una gran atmósfera, pero los modelos originales para explicar más sobre el planeta crearon diferentes imágenes desconcertantes.

Un escenario sugería que el mundo tiene un núcleo pequeño y una atmósfera grande. Sin duda, esto explicaría las observaciones actuales, aunque no estaba claro cómo una estructura rocosa tan pequeña podría acumular una envoltura gaseosa tan grande.

La otra opción era un núcleo mucho más grande. Y eso también tenía un problema. El planeta está mucho más cerca de su estrella que Mercurio del Sol, pero la estrella es significativamente más tenue. A diferencia de otros mundos de algodón de azúcar, WASP-107b no recibe suficiente luz para calentarse (y luego expandir la atmósfera). Un núcleo más grande debería significar un mundo más pequeño.

Fue la información recopilada con JWST la que resolvió el misterio. El planeta pasa por la línea de visión entre nosotros y su estrella y, al hacerlo, parte de la luz estelar se filtra a través de la atmósfera. Al observar la luz filtrada, JWST pudo determinar algunos de los componentes de la atmósfera. Y sorprendentemente hay mil veces menos metano de lo esperado.

Se cree que el metano es un elemento común en esos mundos, pero en WASP-107b es escaso. Sin embargo, hay muchas moléculas basadas en carbono. Entonces, los investigadores creen que el metano solía estar allí, pero se ha transformado en otras moléculas, y esa transformación requiere calor. Calor interno, para ser precisos.

El equipo cree que la órbita elíptica del planeta está generando calentamiento por mareas en su interior. Su núcleo es grande, aproximadamente 12 veces la masa de la Tierra y dos veces más grande de lo que se estimó originalmente. El núcleo también está caliente, lo suficientemente caliente como para cambiar la química del planeta e hinchar la atmósfera.

«Mirar el interior de un planeta a cientos de años luz de distancia suena casi imposible, pero cuando conoces la masa, el radio, la composición atmosférica y el calor de su interior, tienes todas las piezas que necesitas para hacerte una idea de qué hay dentro y qué tan pesado es ese núcleo», dijo en un comunicado el autor principal, el profesor David Sing, de la Universidad Johns Hopkins. «Esto es algo que ahora podemos hacer para muchos planetas gaseosos diferentes en diversos sistemas».

El equipo ahora está investigando qué tan fuertes son estas posibles fuerzas de marea en el planeta y si pueden justificar el calentamiento que es consistente con las observaciones. Puede que WASP-107b aún no se entienda completamente, pero ya no es el enigma que solía ser.

El nuevo estudio se publica en dos artículos de la revista Nature: aquí y aquí.