Seis nuevos mundos desafían lo que sabemos sobre el nacimiento de los planetas y las estrellas

Las observaciones del telescopio espacial James Webb (JWST) siguen poniendo en tela de juicio las imágenes claras que tienen los científicos sobre la formación de planetas y estrellas. El año pasado, objetos binarios no mucho más grandes que Júpiter empezaron a poner en tela de juicio la separación entre las vías de formación. Una nueva investigación ha echado más leña al fuego, al haber descubierto el objeto flotante más ligero que se ha formado como una estrella, y tiene sólo cinco veces la masa de Júpiter.
Los planetas se forman de abajo hacia arriba. Crecen a partir de pequeños guijarros en un disco de material alrededor de las estrellas. Las estrellas, por otro lado, se forman de arriba hacia abajo. Un grupo de hidrógeno, en su mayoría, colapsa a partir de una nube de gas más grande que termina en una estrella o un objeto similar a una estrella, como una enana marrón. Sin embargo, las enanas marrones comenzaron a hacer que los astrónomos cuestionaran esta separación entre los dos procesos; son objetos de solo unas pocas decenas de veces la masa de Júpiter, pero definitivamente del lado de la formación estelar.
Para investigar cómo se forma un planeta, los investigadores observaron un cúmulo de estrellas jóvenes y utilizaron el JWST para encontrar los objetos más débiles que se formaron de manera similar a una estrella. El más pequeño tenía solo 1.600 veces la masa de la Tierra (el Sol es 330.000 veces más masivo que nuestro planeta). Eso es aproximadamente cinco veces la masa de Júpiter y aún tiene un disco de escombros que muestra que, en efecto, se formó como una estrella.
“¿Qué tan ligero puede un objeto formarse como una estrella?”, dijo en un comunicado Ray Jayawardhana, astrofísico y autor principal del estudio, rector de la Universidad Johns Hopkins. “Resulta que los objetos más pequeños que flotan libremente y se forman como estrellas se superponen en masa con exoplanetas gigantes que giran alrededor de estrellas cercanas”.
“Nuestras observaciones confirman que la naturaleza produce objetos de masa planetaria de al menos dos maneras diferentes: desde la contracción de una nube de gas y polvo, como se forman las estrellas, y en discos de gas y polvo alrededor de estrellas jóvenes, como lo hizo Júpiter en nuestro propio sistema solar”, continuó Jayawardhana.
Se cree que tres de los mundos que flotan libremente se formaron como estrellas.
Crédito de imagen: Crédito de imagen: ESA/JWST, NASA y CSA, A. Scholz, K. Muzic, A. Langeveld, R. Jayawardhana
La presencia del disco es interesante; podría ser posible que estos objetos de masa planetaria formen sus propios planetas a partir del material que se forma a su alrededor.
“Esos diminutos objetos con masas comparables a las de los planetas gigantes podrían ser capaces de formar sus propios planetas”, dijo el coautor Aleks Scholz, astrofísico de la Universidad de St Andrews. “Esto podría ser el semillero de un sistema planetario en miniatura, a una escala mucho menor que nuestro sistema solar”.
El año pasado se descubrieron sistemas binarios peculiares, como los JuMBO (objetos binarios de masa de Júpiter), que demuestran que existen dos vías diferentes para formar un mundo del tamaño de Júpiter. Este trabajo encontró una enana marrón con una compañera de masa planetaria, lo que vuelve a desafiar las ideas sobre su formación.
“Es probable que un par de estrellas como ésta se haya formado de la misma manera que lo hacen los sistemas binarios, a partir de una nube que se fragmenta al contraerse”, dijo Jayawardhana. “La diversidad de sistemas que ha producido la naturaleza es notable y nos impulsa a refinar nuestros modelos de formación de estrellas y planetas”.
El equipo planea estudiar estos objetos con más detalle, comparando sus atmósferas con las de los enanos marrones y los planetas gigantes gaseosos y también estudiando la posibilidad de que se formen planetas en el disco de ese objeto ligero.
Un artículo que describe los resultados ha sido aceptado para su publicación en The Astronomical Journal y está disponible en ArXiv.