Los científicos han descubierto un enorme planeta ‘prohibido’ que no debería existir

Imagen de Katherine Cain, cortesía de Carnegie Institution for Science.

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Los científicos han descubierto un enorme planeta del tamaño de Júpiter que orbita alrededor de una estrella muy pequeña, una combinación descrito como “prohibido” por un investigador porque desafía las teorías sobre cómo se forman los planetas, informa un nuevo estudio.

El exoplaneta recién descubierto pertenece a una población extremadamente rara de mundos prohibidos que plantea interrogantes sobre cómo las estrellas más pequeñas y frías del universo, conocidas como enanas M, logran albergar gigantes gaseosos.

Las enanas M, también conocidas como enanas rojas, suelen tener menos de la mitad de la masa del Sol, pero lo que les falta en peso lo compensan con creces en abundancia y longevidad. Estas enanas frías y tenues son, con mucho, el tipo de estrella más común en la Vía Láctea, y se espera que ardan durante billones de años, órdenes de magnitud más largas que la vida útil proyectada a 10 mil millones del Sol. Como resultado, los científicos han estado fascinados por mucho tiempo con las propiedades de las enanas M, incluyendo su capacidad potencial bienvenida vida.

Ahora, los investigadores dirigidos por Shubham Kanodia, un becario postdoctoral que estudia ciencia planetaria en el Instituto Carnegie para la Ciencia, han utilizado el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA para detectar un gigante gaseoso del tamaño de Júpiter llamado TOI-5205b, que es una cuarta parte completa del tamaño de su estrella, marcando la primera vez que se encuentra un mundo tan grande alrededor de una estrella tan pequeña.

De hecho, Kanodia y sus colegas notaron que TOI-5205b, que está a unos 280 años luz de la Tierra, “tiene una de las proporciones de masa más altas para los planetas enanos M”, lo que “extiende las teorías convencionales de formación de planetas… que no pueden recrear fácilmente las condiciones requeridas para formar tales planetas”, según un estudio reciente publicado dentro La Revista Astronómica.

“Nuestro grupo se especializa en el estudio de las enanas M y los planetas que las orbitan, habiendo construido algunos de los instrumentos pioneros para realizar estas mediciones”, dijo Kanodia en un correo electrónico a Motherboard. “Estamos particularmente interesados ​​en los planetas gigantes que orbitan estas estrellas de baja masa porque su descubrimiento es relativamente reciente. Hasta hace poco, no creíamos que pudieran formarse y deberían ser bastante raros.

“Y si bien ese puede ser el caso”, agregó, “ahora estamos comenzando a tomar muestras de suficientes planetas para que podamos pasar de la filatelia a la comprensión de la muestra de estos planetas”.

De hecho, en un entrada en el blog Sobre el descubrimiento, Kanodia señaló que se han encontrado un puñado de estos gigantes gaseosos “prohibidos” orbitando enanas M, aunque TOI-5205b es el primero que se encuentra girando alrededor de una estrella que representa el 40% de la masa del Sol. Este gigante gaseoso es tan grande que bloquea el 7% de la luz de su estrella mientras “transita” -el término para un planeta que pasa frente a una estrella desde nuestro punto de vista en la Tierra- que distingue al sistema como “uno de los tránsitos más profundos de un exoplaneta confirmado para orbitar una estrella de secuencia principal”, informa el estudio.

“No fue hasta la primera observación de los tránsitos de este planeta desde el suelo utilizando el telescopio del Observatorio Apache Point (APO) de 3,5 metros que nos dimos cuenta de cuán profunda era la profundidad del tránsito (y por lo tanto el planeta)”, dijo Kanodia. “Observar TOI-5205 esa noche fue un pivote de último minuto, ya que el objeto de pronóstico que esperábamos observar usando APO no estaba disponible debido a las condiciones de nubosidad, por lo que pivotamos a este tránsito, ¡lo cual salió bastante bien!”

Esta extraña pareja estrella-planeta no debería existir, según las teorías de formación planetaria. Los planetas suelen formarse en discos de gas y polvo que rodean a estrellas jóvenes; mundos enormes como Júpiter acumulan una gran cantidad de roca de estos discos para capturar las capas exteriores gaseosas que los hacen tan distintos. Todavía no está claro cómo los sistemas pequeños, como TOI-5205, pueden producir suficiente material para sembrar gigantes gaseosos en la estrecha vida útil de un disco enano M.

“[W]Lo que lo hace interesante no es solo el hecho de que la proporción de masa sea tan grande, sino que el desafío de la formación de planetas se ve agravado por la baja masa de la estrella anfitriona”, explicó Kanodia. “La estrella anfitriona más pequeña (de menor masa) significa que debería llevar más tiempo formar el núcleo rocoso de dicho planeta, lo que lo hace aún más difícil”.

“Estos artículos son poco probables o están prohibidos y deberían ser muy raros por las razones descritas anteriormente”, agregó. “Simplemente no hay suficiente material en los discos primordiales para que estas enanas M los formen de manera oportuna (o eso creíamos)”.

Sin embargo, Kanodia y sus colegas esperan que las extrañas propiedades de TOI-5205b puedan ayudar a resolver este rompecabezas. Debido a que el gigante gaseoso bloquea gran parte de la luz de su estrella, es posible examinar de cerca las propiedades de su atmósfera a medida que transita.

“La gran profundidad de tránsito hace que TOI-5205b sea un objetivo convincente para probar sus propiedades atmosféricas, como un medio para rastrear posibles vías de formación”, señaló el equipo en el estudio, y agregó que “también es un objeto fácilmente accesible con James Webb Space”. . Observations from the Telescope (JWST)”, en referencia al observatorio espacial más poderoso jamás lanzado.

Con ese fin, el descubrimiento de TOI-5205b puede ayudar a explicar los enigmáticos procesos que crean estos grandes peces planetarios en pequeñas piscinas estelares. Por ahora, es tentador imaginar las extrañas propiedades de este Júpiter extraterrestre que existe en un sistema tan cercano, independientemente de su historia de fondo.

Actualización: Este artículo ha sido actualizado para incluir comentarios del autor principal Shubham Kanodia.