Mundos «imposibles» están apareciendo por todas partes

En las últimas tres décadas, pasamos de no saber si existían planetas más allá del Sistema Solar a encontrar tantos que ahora sospechamos que casi todas las estrellas tienen uno. Hasta ahora se han confirmado más de 5.000 planetas. Los astrónomos han descubierto algunas cosas que realmente han desafiado nuestra comprensión de cómo son los planetas.

Hay mucha diversidad en lo que respecta a los planetas del Sistema Solar, pero podemos clasificarlos en categorías amplias, vinculándolos con historias de formación y evoluciones similares. Tal vez nos demos cuenta de que somos los extraños, pero algunas de las cosas que existen son realmente extrañas.

A principios de este año, el Cheops de la Agencia Espacial Europea descubrió el exoplaneta LTT9779b. Es un planeta muy caliente del tamaño de Neptuno que no debería tener nubes ni atmósfera. Sin embargo, ajenos o indiferentes a las expectativas de los astrónomos, el planeta tiene nubes metálicas vidriosas, a pesar de una temperatura abrasadora de 2.000 grados Celsius (3.600 grados Fahrenheit). Y ese manto de nubes refleja el 80 por ciento de la luz de las estrellas que recibe; Este es el planeta más brillante conocido hasta el momento y se le ha denominado el «espejo» más grande conocido en el universo.

El planeta espejo orbita sus estrellas en 19 horas, pero incluso lejos de sus estrellas, los mundos pueden estar abrasadores. Hay uno desconcertante llamado VHS 1256 b que orbita dos estrellas más lejos que Plutón del Sol. No está claro si se trata de un planeta o una enana marrón (un objeto estelar que no era lo suficientemente masivo como para iniciar una fusión nuclear en su núcleo), pero está caliente y tiene entre 12 y 16 veces la masa de Júpiter.

Su temperatura, que alcanza los 830 °C (1.500 grados Fahrenheit) en la parte superior de la atmósfera, su distancia de nosotros (40 años luz) y su distancia de las estrellas lo convertían en un candidato ideal para ser estudiado por JWST. El telescopio observó monóxido y dióxido de carbono, agua y metano en la atmósfera mundial. Pero lo más peculiar fueron las nubes de sílice; El material parecido a la arena se agita mientras el VHS 1256 b gira cada 22 horas.

Que este mundo sea un planeta o una estrella fallida no es sólo una cuestión semántica. Los planetas se forman de abajo hacia arriba y los guijarros en un disco alrededor de una estrella se acumulan y crecen hasta convertirse en un planeta. En cambio, las enanas marrones se forman de abajo hacia abajo, las nubes de gas se fragmentan y la gravedad las une hasta formar un objeto del tamaño de un planeta. Había valores arbitrarios para el tamaño más grande de los planetas versus la enana marrón más pequeña, pero JWST está demostrando que la división no es sólo arbitraria, sino que no funciona.

Se ha descubierto una enana marrón que pesa sólo tres o cuatro veces la masa de Júpiter. Los más pequeños confirmados hasta el momento y aproximadamente el límite considerado para los más pequeños posibles, que pueden formarse en las condiciones más ideales. Fue encontrado en la región de formación estelar de Perseo.

Pero algunas observaciones muestran planetas que flotan libremente en la Nebulosa de Orión y que son más pequeños que Júpiter, alrededor del 60 por ciento de su masa. Están en pares, por eso se les llama JuMBO, objetos binarios de masa de Júpiter. Los investigadores no creen que se formaran como planetas y luego fueran expulsados; de alguna manera se formaron como estrellas.

“Si tienes una interacción en un disco, tal vez puedas expulsar uno de esos planetas. Por eso se cree que en regiones como Orión debería haber una especie de planetas que flotan libremente, que originalmente se formaron en los discos”, dijo anteriormente a IFLScience el Dr. Mark McCaughrean, asesor principal de ciencia y exploración de la Agencia Espacial Europea.

“El verdadero problema es que alrededor de 40 de ellos están en binarios. Están en parejas. Entonces, ¿cómo se pueden expulsar dos cosas juntas que permanecen juntas cuando se extinguen en un evento violento como ese? Quiero decir, soy un observador: ¡esto es exactamente lo que pretendo hacer: aclarar las cosas para los teóricos!

Las cosas están cambiando para los teóricos de muchas maneras diferentes, lo que muestra la importancia de mejorar los observatorios para obtener más observaciones para perfeccionar nuestros modelos. JWST ha demostrado que los componentes básicos de los planetas rocosos pueden sobrevivir en los entornos extremos alrededor de las estrellas más calientes, lo que justifica la existencia de aún más mundos del tamaño de la Tierra.

Las observaciones han demostrado que la parte interna de un sistema estelar no se seca por completo, sino que retiene algo de agua. Esto se vio en el sistema planetario PDS 70, por lo que los mundos rocosos como el nuestro no están sólo a merced de los cometas cuando traen agua y posibles componentes básicos de la vida. A principios de este año, se produjo la primera detección tentativa de agua en un planeta similar a la Tierra, aunque los investigadores aún no están 100 por ciento seguros de si la emisión de agua podría provenir de su estrella.

Pero volvamos a PDS 70 por un segundo, porque necesitamos apreciar lo extraño que es este sistema, más allá del agua donde podrían estar formándose planetas rocosos. El sistema tiene dos planetas gigantes confirmados que orbitan a una distancia de la estrella mayor que Urano del Sol, pero el más interno de los dos tiene algo más formándose en la misma órbita: potencialmente, un tercer planeta. Si bien definitivamente hay algo en la órbita, no está claro todavía si es un planeta hecho y derecho, pero podría estar llegando allí, proporcionando el posible primer ejemplo de un planeta coplanario.

Y si pensamos en configuraciones orbitales extrañas, la corona para 2023 la ganan los seis planetas alrededor de la estrella HD 110067. Descubierto originalmente por el Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, Cheops reveló luego que estos seis planetas están en resonancia. Esto significa que los planetas están en una gran danza, un patrón que se repite en números enteros. Por ejemplo, el planeta más interior hace tres rotaciones alrededor de su estrella por cada dos del segundo más interior.

Se cree que alrededor del 1 por ciento de todos los sistemas conocidos están en resonancia, pero este es el más brillante hasta el momento, lo que lo convierte en un gran candidato para futuras observaciones. Pero lo verdaderamente peculiar es la antigüedad del sistema. Se cree que la resonancia es el punto de partida de todo sistema planetario, pero desaparece rápidamente debido al paso de una estrella, una colisión o el efecto de un planeta gigante. Y, sin embargo, este sistema ha sido así durante cuatro mil millones de años.

Tales descubrimientos están ampliando nuestra definición y comprensión de los sistemas planetarios y nos dicen que los mundos «imposibles» podrían en realidad ser bastante comunes.