Un exoplaneta «superhinchado» desafía algunos de nuestros modelos de formación planetaria

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Un exoplaneta «superhinchado» desafía algunos de nuestros modelos de formación planetaria

Un equipo de científicos acaba de encontrar que la masa del núcleo del exoplaneta gigante WASP-107b es mucho más baja de lo que se creía necesario para formar la gigantesca envoltura de gas que rodea a planetas gigantes como Júpiter y Saturno. 

“Este trabajo aborda los fundamentos mismos de cómo los planetas gigantes pueden formarse y crecer”, dijo Björn Benneke, coautor del estudio. “Proporciona una prueba concreta de que se puede desencadenar una acumulación masiva de una envoltura de gas para núcleos que son mucho menos masivos de lo que se pensaba”.

El estudio, que tiene como primer autor a Caroline Piaulet de la Universidad de Montreal, fue publicado en The Astronomical Journal.

Un planeta que desafía los modelos de formación planetaria

WASP-107b se detectó por primera vez en 2017 y fue conocido como uno de los exoplanetas de menor densidad que se conocían hasta entonces. Sin embargo, ahora, este nuevo análisis de su masa muestra que el planeta es menos denso de lo que pensaban los astrónomos.

El exoplaneta, que orbita una estrella enana naranja, se encuentra a 212 años luz de la Tierra, en la dirección de la constelación de Virgo. Este planeta está muy cerca de su estrella, casi 16 veces más cerca que la Tierra del Sol. 

Para medir con precisión la masa y volumen de WASP-107b, el equipo utilizó el potencial del Observatorio Keck en Hawaii. Así, descubrieron que tiene un tamaño similar al de Júpiter, pero solo una décima parte de toda su masa (30 masas terrestres aproximadamente). 

Este tipo de planetas, que tienen un gran volumen pero una masa pequeña, son conocidos como “superhinchados”. 

¿Cómo pudo formarse un planeta con tan baja densidad?

Una densidad tan baja despertó algunas preguntas entre los investigadores. En ese sentido, luego de un análisis profundo, llegaron a una conclusión sorprendente: con una densidad tan baja, el planeta debe tener un núcleo sólido de no más de cuatro veces la masa de la Tierra. 

Esto significa que más del 85 por ciento de la masa del planeta está incluida en la gruesa envoltura de gas que rodea ese núcleo. Este es un porcentaje bastante elevado. A modo de comparación, podemos poner el caso de Neptuno, cuya envoltura de gas solo representa del 5 al 15 por ciento de su masa total.

«Teníamos muchas preguntas sobre WASP-107b», dijo Piaulet. “¿Cómo pudo formarse un planeta de tan baja densidad? ¿Y cómo evitó que su enorme capa de gas se escapase, especialmente dada la proximidad del planeta a su estrella?”. 

Eve Lee, profesora de la Universidad McGill y experta en planetas como WASP-207b, tiene varias hipótesis como respuestas a estas preguntas.

“Para WASP-107b, el escenario más plausible es que el planeta se formó lejos de la estrella, donde el gas en el disco es lo suficientemente frío como para que la acumulación de gas pueda ocurrir muy rápidamente”, dijo. “Más tarde, el planeta pudo migrar a su posición actual, ya sea mediante interacciones con el disco o con otros planetas del sistema”.

El equipo cree que WASP-107b es posiblemente uno de los mejores ejemplos de un exoplaneta que estuvo extremadamente cerca de la acreción descontrolada. Este proceso debió haberse interrumpido cuando fue enviado hacia adentro, tal vez por otro planeta del mismo sistema.

«Los exoplanetas como WASP-107b que no tienen análogos en nuestro Sistema Solar nos permiten comprender mejor los mecanismos de formación de planetas en general y la variedad resultante de exoplanetas», dijo Piaulet . «Nos motiva a estudiarlos con gran detalle».

Por el momento, el equipo planea observar nuevamente a este exoplaneta con un instrumento más sensible. Esto ayudará a entender qué tan grande debe ser un núcleo para resultar en un gigante gaseoso.

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