Un planeta xigante orbitando unha estrela diminuta desafíaas teorías sobre formación planetaria

Representación artística do exoplaneta TOI-6894b orbitando á súa pequena e fría estrela anfitrioa / University of Warwick/Mark Garlick

Os planetas nacen a partir do material que rodea ás estrelas novas, no que se coñece como disco protoplanetario. Se o po e o gas deste disco agrúpase e alcanza suficiente masa, pode dar lugar a planetas xigantes. Con todo, este proceso depende en gran medida da masa da estrela: canto menor é a estrela, menos material ten dispoñible para formar planetas grandes.

Por iso resulta tan sorprendente o recente descubrimento dun exoplaneta xigante orbitando unha estrela diminuta: TOI-6894, unha anana vermella con só un 20% da masa do Sol. Este achado, publicado en Nature Astronomy, desafía as teorías actuais ao redor da formación planetaria e abre novas preguntas sobre como e onde poden xurdir os planetas xigantes.

“O singular é que, segundo as teorías actuais, estrelas tan pequenas non deberían ter planetas tan grandes, porque non terían suficiente material ao seu ao redor como para formalos”, confirma Francisco J. Pozuelos, investigador do IAA-CSIC que participa no estudo.

TOI-6894b é un planeta xigante gaseoso de baixa densidade, cun radio algo maior que o de Saturno, pero con só a metade da súa masa. A súa estrela, TOI-6894, é a de menor masa na que se descubriu un planeta xigante en tránsito, con apenas o 60% do tamaño da seguinte estrela máis pequena coñecida cun planeta similar.

O descubrimento enmárcase dentro dun proxecto de investigación a gran escala que analiza os datos da misión TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, en busca de planetas xigantes ao redor de estrelas de baixa masa. “Analizamos observacións de máis de 91.000 estrelas ananas vermellas de baixa masa nos datos de TESS en busca de planetas xigantes”, explica o dr. Edward Bryant, astrofísico e primeiro autor do estudo.

O Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) tivo un papel destacado na análise dos datos obtidos pola misión espacial TESS. “Puidemos detectar que o tránsito deste planeta, é dicir, o seu paso por diante da estrela, bloquea un 17% da súa luz, algo pouco común que nos permitirá estudar a súa atmosfera con gran precisión”, sinala Francisco J. Pozuelos (IAA-CSIC). Este indicio foi o punto de partida de toda a campaña de observación e análise que culminou no descubrimento.

Ademais, o IAA-CSIC contribuíu de forma crave con observacións realizadas desde o telescopio de 1,5 metros do Observatorio de Serra Nevada (OSN), en distintas bandas de luz e en coordinación con outros telescopios internacionais. “Estas observacións permitíronnos descartar que se tratase dunha estrela dobre eclipsante —un sistema formado por dúas estrelas que orbitan entre si e, ao pasar unha por diante da outra, producen eclipses mutuas— e confirmar que, en efecto, estabamos diante dun planeta xigante”, detalla Víctor Casanova, investigador do IAA-CSIC.

Unha das claves para entender como se formou TOI-6894b está no estudo detallado da súa atmosfera. Analizar como se distribúen os materiais no seu interior pode revelar a estrutura do seu núcleo e axudar a determinar se se orixinou por acreción (acumulando lentamente gas e po) ou por colapso gravitacional dun disco inestable.

Ademais, a súa atmosfera presenta unha característica pouco habitual neste tipo de planetas: é sorprendentemente fría. Mentres que a maioría dos xigantes gaseosos descubertos ata o de agora son os chamados “Xúpiteres quentes”, con temperaturas entre 1000 e 2000 kelvin, TOI-6894b apenas alcanza os 420 kelvin. A súa baixa temperatura, xunto con outras particularidades como tránsitos especialmente profundos, convérteo nun dos candidatos máis prometedores para investigar atmosferas frías en exoplanetas.

“Pola irradiación que recibe da súa estrela, espérase que a atmosfera de TOI-6894b estea dominada por procesos químicos ligados ao metano, algo moi pouco común”, sinala o profesor Amaury Triaud, da Universidade de Birmingham. “Estas baixas temperaturas fan posible que detectemos non só metano, senón mesmo amoníaco, o que sería un fito: nunca se observou este composto na atmosfera dun exoplaneta”, engade Pozuelos. TOI-6894b perfílase así como un planeta de referencia para o estudo de atmosferas dominadas por metano e un dos mellores laboratorios naturais para explorar atmosferas ricas en carbono, nitróxeno e osíxeno fose do Sistema Solar.

Grazas a todas estas particularidades, TOI-6894b foi seleccionado para futuras observacións co telescopio espacial James Webb (JWST), previstas nos próximos meses. “Estes datos permitirannos poñer a proba as distintas teorías sobre a súa formación e, en xeral, avanzar na comprensión de como se forman planetas xigantes en contornas extremas”, conclúe Pozuelos.

FONTE: eldiario.es