Un planeta joven y masivo está orbitando un lugar inusual en su sistema estelar, lo que llevó a los investigadores a revivir una visión largamente debatida de cómo se pueden formar los planetas gigantes.

Nueve veces la masa de Júpiter, el protoplaneta está demasiado lejos de su estrella para haberse formado pieza por pieza a partir de la acumulación de materia, como sugieren las imágenes. En cambio, el vasto mundo probablemente se formó todo a la vez en una violenta implosión de gas y polvo, informan los investigadores el 4 de abril. astronomía natural.

«Mi primera reacción fue que no había forma de que eso pudiera ser cierto», dice Thayne Currie, astrofísica del Telescopio Subaru, con sede en Hilo, Hawái.

Los astrónomos han estado discutiendo cómo podrían formarse los planetas gigantes durante años (Número de serie: 3.12.10). En la historia de la «acreción del núcleo», un planeta comienza como pequeñas partículas de materia en un disco de gas, polvo y hielo que giran alrededor de una estrella joven. Los cúmulos continúan acumulando otra materia y crecen hacia el centro del planeta. Luego, más allá de cierta distancia de la estrella, este núcleo acumula una gruesa capa de hidrógeno y helio, convirtiéndolo en un mundo hinchado y gaseoso.

Pero el nuevo planeta, que orbita alrededor de una estrella llamada AB Aurigae, está en las afueras de su sistema, donde se puede acumular menos materia en un núcleo. En esta posición, el núcleo no puede volverse lo suficientemente masivo para formar su envoltura gaseosa. La ubicación remota del planeta, argumentan Currie y sus colegas, hace que sea más probable que se forme a través de la «inestabilidad del disco», en la que el disco alrededor de la estrella se rompe en fragmentos del tamaño de un planeta. Luego, los fragmentos colapsan rápidamente sobre sí mismos, siendo atraídos por su propia gravedad y agrupándose, formando un planeta gigante.

Usando el Telescopio Subaru en Mauna Kea, Currie y sus colegas observaron AB Aurigae regularmente desde 2016 hasta 2020. El Telescopio Espacial Hubble de la NASA también observó la estrella repetidamente durante 13 años. Mirando todas estas imágenes, el equipo vio un punto brillante al lado de la estrella. La mancha brillante era un protoplaneta transparente llamado AB Aur b, que orbitaba a casi 14 000 millones de kilómetros de su estrella, unas tres veces la distancia de Neptuno al Sol.

En las imágenes, AB Aur b parecía salido directamente de una simulación de formación de planetas por inestabilidad de disco, dice Currie. A menos que fuera real.

imágenes rojas en falso color de un disco de gas y polvo que orbita la estrella AB Aurigae en 2007 y 2021
Un disco de gas y polvo orbita la estrella AB Aurigae (posición marcada con un símbolo de estrella) en una imagen en color falso del telescopio espacial Hubble (izquierda) de 2021. Acercando (abajo a la derecha), un planeta aún en formación, AB Aur b, aparece como un punto brillante (flecha) en el disco, exactamente donde apareció un punto similar en 2007 (arriba a la derecha).NASA, ESA, Thayne Currie/Telescopio Subaru, Alyssa Pagan/STScI

«Durante mucho tiempo nunca creí que la formación de planetas a través de la inestabilidad del disco realmente pudiera funcionar», dice.

Como AB Aur b sigue creciendo, incrustado en el disco de la joven estrella, podría ayudar a explicar cómo se formaron los pocos planetas masivos conocidos que orbitan lejos de sus estrellas.

«Solo conocemos unas pocas docenas de estos tipos de planetas en total», dice Quinn Konopacky, astrofísico de la Universidad de California en San Diego, que no participó en la investigación. «Todos y cada uno de los que encontramos son intrínsecamente valiosos».

Es difícil distinguir si un planeta se formó a través de la acreción del núcleo o de la inestabilidad del disco solo a partir de las observaciones, dice Konopacky. El hecho de que AB Aur b esté tan lejos de su estrella es una «buena evidencia» de que se trata de una inestabilidad de disco, dice ella. Aún así, «creo que todavía hay mucho trabajo por hacer y otras formas en que podemos tratar de evaluar si eso está sucediendo en el sistema».

Tanto Konopacky como Currie dicen que esta investigación representa solo la segunda observación directa de un protoplaneta (Número de serie: 2/7/18). Los investigadores a menudo tienen dificultades para distinguir un planeta en formación de un disco planetario.

El telescopio espacial James Webb lanzado recientemente podría ayudar a los investigadores a comprender estos gigantes gaseosos anómalos, que están muy distantes de sus estrellas, al estudiar el sistema AB Aurigae y otros sistemas similares, dice Currie (Número de serie: 24/01/22). «Creo que esto estimulará mucho el debate y el estudio de seguimiento por parte de otros investigadores».

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