Los astrónomos han descubierto un sistema planetario inusual formado por un planeta del tamaño de Júpiter que orbita una pequeña estrella que es solo cuatro veces el tamaño del gigante gaseoso del sistema solar. Esta configuración «prohibida» de un planeta masivo que orbita alrededor de una estrella relativamente pequeña podría desafiar las teorías sobre la formación de planetas gigantes gaseosos.
El planeta extrasolar, o «exoplaneta», orbita una estrella enana roja denominada TOI 5205, que es mucho más fría y pequeña que el sol. El tamaño pequeño y las temperaturas relativamente frías de estas estrellas enanas M, el tipo de cuerpo estelar más común en la Vía Láctea, las hacen más rojas que el sol.
Aunque, en promedio, esta clase de estrellas alberga más planetas a su alrededor que otros tipos de estrellas, anteriormente se pensaba que su formación hacía poco probable que fueran orbitadas por gigantes gaseosos. El descubrimiento de este exoplaneta, designado TOI 5205b, por astrónomos que utilizan el telescopio Satélite de sondeo de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA desafía ese concepto. El planeta fue confirmado y caracterizado por el equipo utilizando varios telescopios e instrumentos terrestres.
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«La estrella anfitriona, TOI-5205, es unas cuatro veces más grande que Júpiter, pero logró formar un planeta del tamaño de Júpiter, ¡lo cual es bastante sorprendente!» Shubham Kanodia, jefe de equipo y astrónomo de Carnegie Science, dijo en un declaración. (se abre en una nueva pestaña)
Aunque se han descubierto gigantes gaseosos alrededor de estrellas enanas M antes, no se ha descubierto ninguno orbitando un ejemplo de masa tan baja de esta clase de TOI-5205 en forma de estrella.
Los planetas se crean en discos giratorios de gas y polvo llamados «discos protoplanetarios» que rodean a las estrellas jóvenes. Este material es el remanente del mismo material que colapsó para dar origen a su estrella central. Cuando las placas densas colapsan por su propia gravedad, nacen núcleos planetarios que luego acumulan más materia.
Los modelos actuales de formación de planetas sugieren que para dar a luz a un gigante gaseoso se necesita material equivalente a 10 veces la masa de la Tierra. Este primero forma un núcleo rocoso y este núcleo continúa acumulando gas para formar el disco para hacer crecer un planeta gigante. Sin embargo, este proceso debe ocurrir rápidamente.
«Al principio, si no hay suficiente material rocoso en el disco para formar el núcleo inicial, entonces no se puede formar un planeta gigante gaseoso. Y al final, si el disco se evapora antes de que no se forme el núcleo masivo, entonces no puede formar un planeta gigante gaseoso. Y, sin embargo, TOI-5205b se formó a pesar de estas barreras de seguridad”, dijo Kanodia en el comunicado. «Según nuestra comprensión nominal actual de la formación de planetas, TOI-5205b no debería existir; es un planeta ‘prohibido'».
Para imaginar cuán desequilibrado está este sistema en comparación con los sistemas planetarios que esperan los astrónomos, imagine nuestra estrella aplastada por el sol hasta el tamaño de una toronja. Esta reducción de tamaño significaría que el gigante gaseoso más grande de nuestro sistema solar, Júpiter, sería del tamaño de un guisante.
El sistema TOI-5205 se parece más a un guisante que orbita alrededor de un limón.
La disparidad de tamaño en tamaño es tan grande que cuando TESS usó la caída de luz causada por un planeta cuando pasa frente a su estrella, conocido como el método de tránsito, esa caída de luz fue el 7% del flujo luminoso total de la estrella.
Esto hace que la atenuación de TOI-5205 por este exoplaneta del tamaño de Júpiter sea la caída de luz más grande conocida causada por el tránsito de un exoplaneta.
Esta inmersión extrema en la luz, o técnicamente, la «gran profundidad de tránsito», podría hacer que el sistema sea ideal para estudios de seguimiento con el Telescopio Espacial James Webb (JWST).
Las observaciones con el JWST podrían ayudar a determinar la composición de la atmósfera de TOI-5205 b y podrían arrojar luz sobre los procesos que dieron origen a este planeta «prohibido».
La investigación del equipo se publica en El diario astronómico (se abre en una nueva pestaña).
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