Astrónomos han observado un planeta que, en algunos aspectos, se comporta más como una estrella, incluido un crecimiento repentino y como nunca se había visto en un planeta que errante.
El planeta errante, que no orbita ninguna estrella, se llama Cha 1107-7626 y está fuera de nuestro sistema solar, a 620 años luz de la Tierra en la constelación de Chamaeleon. Un año luz, o la distancia que la luz recorre en un año, equivale a 9,46 billones de kilómetros.
El planeta tiene una masa de cinco a diez veces la de Júpiter, el planeta más grande de nuestro sistema solar. Y está creciendo cada segundo, según una nueva investigación publicada el jueves en The Astrophysical Journal Letters.
Se estima que Cha 1107-7626 tiene entre 1 millón y 2 millones de años, y todavía se está formando, dijo el coautor del estudio Aleks Scholz, astrónomo de la Universidad de St. Andrews en Escocia. Puede sonar viejo, pero astronómicamente hablando, el planeta está en su infancia. En contraste, los planetas de nuestro sistema solar tienen aproximadamente 4.500 millones de años.
Cha 1107-7626 está rodeado por un disco de gas y polvo, que cae constantemente sobre el planeta y se acumula durante un proceso que los astrónomos llaman acreción. Pero la velocidad a la que el joven planeta está creciendo varía, dijeron los autores del estudio.
Observaciones realizadas con el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en el desierto de Atacama en Chile, junto con vistas de seguimiento realizadas por el telescopio espacial James Webb, mostraron que el planeta está agregando material aproximadamente ocho veces más rápido que hace unos meses y devorando gas y polvo a una tasa récord de 6.600 millones de toneladas (6.000 millones de toneladas métricas) por segundo.
El inusual estallido de actividad es la tasa de crecimiento más potente jamás registrada para un planeta de cualquier tipo, dijo el autor principal del estudio Víctor Almendros-Abad, astrónomo del Observatorio Astronómico de Palermo del Instituto Nacional de Astrofísica en Italia, y arroja luz sobre la tumultuosa formación y evolución de los planetas.
“Hemos captado a este planeta errante recién nacido en el acto de devorar material a un ritmo furioso”, dijo el coautor principal Ray Jayawardhana, rector y profesor de física y astronomía en la Universidad Johns Hopkins, en un comunicado.
“Al vigilar su comportamiento durante los últimos meses, con dos de los telescopios más potentes en tierra y en el espacio, hemos capturado una rara visión de la fase de bebé de objetos aislados no mucho más pesados que Júpiter. Su infancia parece ser mucho más tumultuosa de lo que habíamos imaginado”.
Los astrónomos descubrieron Cha 1107-7626 por primera vez en 2008, y desde entonces, lo han observado con diferentes telescopios para aprender más sobre cómo evoluciona el planeta en su infancia, así como para estudiar su entorno.
El equipo de investigación observó el planeta con el Webb en 2024, logrando una clara detección del disco circundante. Luego, los investigadores lo estudiaron utilizando el espectrógrafo X-shooter en el Very Large Telescope, que puede captar diferentes longitudes de onda de luz emitidas por un objeto, desde el ultravioleta hasta el infrarrojo cercano.
Las observaciones detectaron un evento desconcertante cuando el planeta pasó de una tasa de acreción constante en abril y mayo a un estallido de crecimiento entre junio y agosto.
“Esperaba totalmente que esto fuera un evento a corto plazo, porque esos son mucho más comunes”, dijo Scholz. “Cuando el estallido continuó durante julio y agosto, quedé absolutamente asombrado”.
Observaciones de seguimiento realizadas con el telescopio Webb también mostraron que la química del disco había cambiado. El vapor de agua, presente durante el aumento de crecimiento, no estaba en el disco antes. Webb es el único telescopio capaz de captar cambios tan detallados en el entorno de un objeto tan tenue, dijo Scholz. Antes de esta investigación, los astrónomos solo habían visto cambios en la química de un disco alrededor de una estrella, pero no alrededor de un planeta.
La comparación de observaciones realizadas antes y durante el evento mostró que la actividad magnética parece ser el principal motor detrás de la cantidad de gas y polvo que cae sobre el planeta, un fenómeno típicamente asociado con las estrellas en crecimiento.
Pero las nuevas observaciones sugieren que objetos con mucha menos masa que las estrellas —el planeta errante tiene menos del 1 % de la masa de nuestro Sol— pueden tener campos magnéticos lo suficientemente fuertes como para impulsar el crecimiento del objeto, según los autores del estudio.
El origen de los planetas errantes sigue siendo incierto. Es posible que sean planetas que fueron expulsados de la órbita de estrellas debido a la influencia gravitacional de otros objetos. O quizás sean los objetos de menor masa que se forman como las estrellas. En el caso de Cha 1107-7626, los astrónomos creen que es esto último.
“Este objeto probablemente se formó de una manera similar a las estrellas, a partir del colapso y fragmentación de una nube molecular”, afirmó Scholz.
Una nube molecular es una nube enorme y fría de gas y polvo que puede extenderse por cientos de años luz, según la NASA.
“Nos sorprende lo mucho que la infancia de los objetos de masa planetaria flotantes libres se parece a la de estrellas como el Sol”, comentó Jayawardhana en un comunicado. “Nuestros nuevos hallazgos subrayan esa similitud e implican que algunos objetos comparables a planetas gigantes se forman de la misma manera que las estrellas, a partir del colapso de nubes de gas y polvo acompañadas por discos propios, y atraviesan episodios de crecimiento igual que las estrellas recién nacidas”.
Al comparar los nuevos datos con información de archivo, el equipo notó que el planeta también experimentó un evento de alta tasa de crecimiento observado en 2016, lo que sugiere la idea de que podría tener episodios recurrentes de crecimiento acelerado. Ahora, el equipo quiere investigar cuánto duran estos estallidos y con qué frecuencia ocurren.
“De eso podemos averiguar cuánto contribuyen realmente al crecimiento, o qué está desencadenando estos fuertes brotes de acreción”, dijo Scholz. “El hecho de que veamos brotes de acreción en una gama tan amplia de (objetos) debe decirnos algo; aún no estamos seguros de qué es”.
Ver un comportamiento típicamente asociado con la formación de estrellas en un planeta joven e aislado es significativo, señaló el Dr. Jacco van Loon, profesor asociado de astrofísica y director del Observatorio Keele en la Universidad Keele, en Inglaterra. Él no participó en la nueva investigación, pero destacó que la abundancia de detalles observacionales reveló una rica química molecular dentro del disco alrededor del planeta.
“Investigaciones adicionales podrían aclarar en qué medida esto difiere de los discos alrededor de estrellas en formación, pero mi curiosidad se enfoca en cuál podría ser la composición de posibles lunas de este planeta grande que también podrían formarse en este material”, dijo van Loon. “Solo se puede pensar en Titán, la luna de Saturno, que tiene atmósfera y clima, para imaginar cómo podría ser una luna así y si eventualmente podría albergar vida”.
El estudio también marca un paso importante en la comprensión del proceso de acreción de los planetas errantes, dijo la Dra. Núria Miret Roig, profesora asistente en el departamento de física cuántica y astrofísica de la Universidad de Barcelona, en España. Roig tampoco participó en el nuevo estudio.
“Para profundizar en nuestra comprensión sobre el origen de estos exóticos cuerpos celestes”, explicó Roig, “es esencial complementar este tipo de trabajo con estudios sobre su abundancia, composición atmosférica y la presencia y propiedades de discos y compañeros circundantes”.
Los planetas errantes son increíblemente tenues y débiles, lo que dificulta su detección. Pero nuevos telescopios, como el Observatorio Vera C. Rubin, el próximo Telescopio Extremadamente Grande, o ELT, en Chile, y el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman, cuyo lanzamiento está previsto para 2027, podrían cambiar la manera en que los astrónomos estudian estos mundos errantes, y cuán similares a las estrellas son.
“El ELT será lo suficientemente potente no solo para estudiar estos planetas tenues y errantes con mucho más detalle, sino que, por ejemplo, también será posible buscar compañeros cercanos que podrían ser responsables de desencadenar tales erupciones”, afirmó Almendros-Abad.
“(Rubin) detectará estos raros estallidos en toda la población conocida de objetos jóvenes de masa planetaria, dándonos, por primera vez, un panorama estadístico de cuán a menudo ocurren y cuánto duran”.
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