Los investigadores han descubierto un joven y gigantesco exoplaneta que parece ser el responsable de los brazos en espiral que rodean su estrella. Esto no solo explica cómo surgen estos fenómenos, sino que al mismo tiempo da pistas sobre cómo los planetas ven la luz del día.
Seguro que alguna vez has visto una imagen de nuestra Vía Láctea. A menudo muestra un patrón retorcido de “brazos” espirales llenos de innumerables estrellas. Se han observado patrones similares en las nubes arremolinadas de gas y polvo que rodean a las estrellas jóvenes: los llamados discos protoplanetarios, el lugar de nacimiento de los planetas. Los científicos llevan tiempo pensando que los brazos espirales de estos discos deben su existencia a planetas recién nacidos, pero hasta ahora solo eran conjeturas. Un nuevo estudio lo confirma.
El exoplaneta CMM 758c: brazos en espiral
En el artículo, los investigadores describen el descubrimiento de un exoplaneta gigante, al que han llamado MWC 758c. La estrella progenitora de MWC 758c se encuentra a unos 500 años luz de la Tierra y solo tiene unos pocos millones de años, un bebé comparado con nuestro Sol, de 4600 millones de años.
Como el sistema es tan joven, aún tiene un disco protoplanetario (los restos que orbitan en él tardan unos 10 millones de años en ser expulsados del sistema, engullidos por la estrella o transformados en planetas, lunas, asteroides y cometas).
Los llamativos brazos espirales en los escombros de este sistema se observaron por primera vez en 2013. Los astrónomos se apresuraron a señalar la posible relación entre los brazos espirales y la formación de planetas gigantes. Así, pensaron que la presencia de un planeta gigante provocaría que el disco adquiriera brazos en espiral (véase también la imagen inferior).
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| Ilustración de un planeta gigante causando un abrazo espiral en un disco protoplanetario. Imagen: L. Krapp y K. Kratter, Universidad de Arizona |
Pero los intentos anteriores de detectar el planeta responsable en el sistema en cuestión fracasaron. “No entendíamos por qué no veíamos este planeta”, explica el investigador Kevin Wagner. “La mayoría de los modelos sobre formación de planetas predicen que los planetas gigantes deberían ser brillantes poco después de su formación. Estos planetas deberían haberse detectado hace mucho tiempo”.
Descubrimiento de MWC 758c
Por ello, el equipo buscó el planeta “invisible” en el nuevo estudio utilizando el Interferómetro del Gran Telescopio Binocular (LBTI). Este instrumento está equipado con una cámara capaz de detectar luz infrarroja de forma similar al telescopio James Webb. Y con éxito. Porque tras una minuciosa búsqueda, los investigadores lograron descubrir MWC 758c.
Exoplaneta indetectable
¿Por qué el planeta era indetectable? Aunque se calcula que el exoplaneta tiene al menos el doble de masa que el planeta Júpiter, otros telescopios no pudieron verlo debido a su inesperado color rojo. De hecho, MWC 758c es el planeta “más rojo” jamás descubierto. Las longitudes de onda más largas y rojas son más difíciles de detectar que las cortas debido al resplandor térmico de la atmósfera terrestre y del propio telescopio. El LBTI es uno de los telescopios infrarrojos más sensibles construidos hasta la fecha e, incluso gracias a su mayor tamaño, es más capaz de detectar planetas que están cerca de su estrella cercana (como MWC 758c).
Ahora que se ha encontrado el planeta, los investigadores están seguros: este planeta es el responsable de los brazos espirales alrededor de su estrella. “Nuestro estudio aporta pruebas sólidas de que los brazos espirales están causados por planetas gigantes”, afirma Wagner.
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| El sistema planetario MWC 758 observado por el Interferómetro del Gran Telescopio Binocular (LBTI) en longitudes de onda infrarrojas. Las simulaciones teóricas sugieren que el planeta recién descubierto (mostrado aquí como ‘c’) es probablemente el responsable del patrón espiral en el disco protoplanetario. Imagen: K. Wagner et al. |
Formación de planetas: dos escenarios posibles
Al mismo tiempo, los brazos espirales también pueden decirnos mucho sobre cómo se forman los planetas, argumenta Wagner. “El descubrimiento de este nuevo planeta apoya la idea de que los planetas gigantes se forman pronto, acumulando masa de su entorno de nacimiento y luego cambiando el entorno posterior por la gravedad para que puedan formarse otros planetas más pequeños”, explica. “Veo este sistema como una analogía de nuestro propio sistema solar. Júpiter, un planeta gigante, probablemente también interactuó con nuestro disco protoplanetario hace miles de millones de años, dando lugar finalmente a la formación de la Tierra”.
Los investigadores tratan ahora de averiguar más a fondo por qué el planeta es más brillante en longitudes de onda más largas (ver arriba el recuadro). Podría deberse a que el planeta es más frío de lo esperado, aunque el planeta también podría estar aún caliente de nacimiento y rodeado de polvo.
“Si hay mucho polvo alrededor de este planeta, el polvo absorberá longitudes de onda más cortas o luz más azul, haciendo que el planeta aparezca brillante solo en longitudes de onda más largas y rojas”, explica Kaitlin Kratter, coautora del estudio. “En el otro escenario de un planeta más frío rodeado de menos polvo, el planeta es más débil y emite más luz en longitudes de onda más largas”.
Los investigadores esperan que, una vez hayan observado MWC 758c con el telescopio James Webb, podrán emitir un juicio sobre cuál de los dos escenarios es el correcto.
Por ahora, al menos, los investigadores saben que deben buscar protoplanetas más rojos en sistemas con brazos espirales. “Dependiendo de los resultados que se obtengan de las próximas observaciones del Webb, podremos empezar a aplicar estos nuevos conocimientos a otros sistemas estelares”, dice Wagner. “Eso nos permitirá hacer predicciones sobre dónde se encuentran otros planetas ocultos. También podrá decirnos qué características buscar para detectarlos”.
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