Nuevo planeta sorprendentemente denso desafía las teorías de formación planetaria

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Nuevo planeta sorprendentemente denso desafía las teorías de formación planetaria

Ilustración de K2-25b y su estrella anfitriona. (NOIRLab/NSF/AURA/J. Pollard)

Un equipo de científicos descubrió un planeta joven que es inusualmente denso para su tamaño y edad. La existencia de este planeta está en desacuerdo con las predicciones de las principales teorías de formación de planetas.

«K2-25b es inusual», expresó Gudmundur Stefansson, becario postdoctoral en la Universidad de Princeton, quien dirigió el equipo de investigación.

Los detalles del hallazgo se publicaron en The Astronomical Journal, pero la preimpresión se encuentra en arXiv.org.

Un planeta muy denso

El planeta en cuestión recibe el nombre de K2-25b. Tiene una masa de 25 masas terrestres y un tamaño menor a Neptuno. Esto hace que su densidad (masa entre volumen) sea increíblemente alta.

«El planeta es denso para su tamaño y edad, en contraste con otros planetas ‘sub-Neptuno’ jóvenes que orbitan cerca de su estrella anfitriona», describió Stefansson.

K2-25b orbita una estrella enana M, el tipo de estrella más común en la galaxia, en tan solo 3,5 días. Este sistema se encuentra en el cúmulo estelar de Hyades, un cúmulo cercano de estrellas jóvenes en dirección a la constelación de Tauro. Además, tiene una edad de 600 millones de años y se encuentra a solo 150 años luz de la Tierra.

Los planetas con tamaños entre los de la Tierra y Neptuno son comunes en la Vía Láctea, a pesar de que no se encuentran en nuestro Sistema Solar. Comprender cómo se forman y evolucionan estos planetas ‘sub-Neptuno’ es una cuestión de suma importancia en los estudios de exoplanetas.

Muchas interrogantes

Los astrónomos predicen que los planetas gigantes se forman al ensamblar primero un modesto núcleo de 5 a 10 veces la masa de la Tierra. Luego adquieren una envoltura gaseosa de cientos de veces la masa de la Tierra. El resultado es un gigante gaseoso como Júpiter. 

Sin embargo, K2-25b rompe todas las reglas de esta imagen convencional: con una masa 25 veces mayor que la de la Tierra y un tamaño menor. K2-25b, a diferencia de un planeta gaseoso, es casi todo núcleo y muy poca envoltura gaseosa.

Este extraño escenario planteó dos preguntas medulares para los astrónomos. Primero, ¿cómo logró K2-25b obtener un núcleo tan grande, tomando en cuenta que el límite es de 5 a 10 masas terrestres? Y segundo, con su gran masa e intenso campo gravitacional, ¿cómo evitó acumular una envoltura gaseosa?

“Por lo general, se observa que estos mundos presentan bajas densidades, y algunos incluso tienen atmósferas que se evaporan prolongadamente. K2-25b, con las mediciones en mano, parece tener un núcleo denso, rocoso o rico en agua, con una envoltura delgada», explicó Stefansson.

El exoplaneta fue descubierto gracias a las observaciones del telescopio Kepler de la NASA, el telescopio WIYN de 0.9 metros en el Observatorio Nacional Kitt Peak (KPNO), el telescopio de 3.5 metros en el Observatorio Apache Pointt (APO) en Nuevo México, el telescopio Hobby-Eberly en el Observatorio McDonald y otras instalaciones. Estos instrumentos permitieron definir con mayor precisión el tamaño, la densidad y la composición del planeta. Se espera que en el futuro pueda usarse al telescopio espacial James Webb para profundizar en estos objetos.

Fuente: Phys.org

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