Un grupo de investigadores ha descubierto un planeta que es demasiado grande para su estrella. Algo que obliga a poner en duda todo lo que se sabía hasta el momento sobre la formación de planetas y sus sistemas. Su presencia resulta de lo más desconcertante y es difícil de explicar…
Un planeta demasiado grande para la estrella en torno a la que orbita
El exoplaneta se llama LHS 3154b y es trece veces más masivo que la Tierra. La estrella en torno a la que orbita es LHS 3154. Se trata de una enana roja ultrafría. La estrella, por su parte, es nueve veces menos masiva que el Sol. El ratio de masa de este planeta, en comparación a su estrella, es de más de cien veces superior al de la Tierra y el Sol. El hallazgo supone la detección del planeta más masivo en una órbita cercana alrededor de una enana roja ultrafría. Son las estrellas menos masivas y más frías que podemos encontrar en el universo.
El descubrimiento es desconcertante porque va en contra de las teorías que explican la formación de planetas en torno a estrellas pequeñas. Es la primera vez que se detecta un planeta con una masa tan alta en torno a una estrella de poca masa. En palabras de los investigadores, es una demostración de lo poco que se sabe sobre el universo. No se pensaba que un planeta tan masivo pudiese formarse en torno a una estrella tan pequeña. Hay que recordar que las estrellas se forman a partir de nubes de gas y polvo, así como su sistema.
Tras su formación, el gas y polvo permanece como un disco de material a su alrededor (el disco protoplanetario) y puede desembocar en la formación de planetas. El disco protoplanetario alrededor de LHS 3154, añaden los investigadores, no se esperaba que tuviese tanta masa sólida para formar un planeta así. Por lo que será necesario analizar nuestra comprensión de la formación de los planetas y estrellas. Los investigadores detectaron el exoplaneta LHS 3154b utilizando un espectrógrafo, el Habitable Zone Planet Finder.
Una herramienta para detectar mundos en torno a estrellas muy frías
Se diseñó para detectar planetas alrededor de las estrellas más frías, lejos del Sistema Solar, con la posibilidad de que puedan tener agua en estado líquido en su superficie. Este tipo de planetas son muy difíciles de detectar en torno a estrellas como el Sol. En torno a estrellas ultrafrías deben estar mucho más cerca (que la Tierra del Sol) para poder tener agua en su superficie. Esta distancia más corta, junto a la poca masa de los astros, hace que la señal sea más fácil de detectar que en el caso de estrellas más masivas y cálidas.
Los investigadores establecen una analogía con una hoguera. Cuanto más se enfría, más hay que acercarse para mantener la temperatura. Lo mismo sucede en el caso de los planetas. Si la estrella es más fría, el planeta tendrá que estar más cerca. Si el planeta tiene una órbita suficientemente cercana a una estrella ultrafría, se puede detectar apreciando un pequeño cambio en el brillo del astro. El Habitable Zone Planet Finder es capaz de proporcionar algunas de las mediciones más precisas de señales infrarrojas de estrellas cercanas.
El instrumento ya ha proporcionado información crítica, tanto en el descubrimiento como en la confirmación de nuevos planetas. El descubrimiento de LHS 3154b, sin embargo, supera las expectativas depositadas en el instrumento. Basándose en el análisis actual del instrumento (y otras herramientas) los investigadores determinan que un planeta como el que se ha descubierto es extremadamente raro. Por lo que resulta muy interesante. Los investigadores han realizado algunas estimaciones sobre las particularidades de este exoplaneta.
LHS 3154b es un planeta demasiado grande para su estrella
En el caso de este planeta, las teorías de formación de planetas actuales tienen muchas dificultades para explicar su existencia. Se deduce que su núcleo planetario debería ser muy pesado. Es decir, haría falta una cantidad de material sólido mucho más grande, en el disco protoplanetario, de lo que los modelos predicen. El hallazgo también plantea preguntas sobre nuestra comprensión de la formación de estrellas. Las proporciones necesarias para explicar la formación de un planeta así están muy lejos de las que se deberían alcanzar.
Específicamente, el ratio (o proporción) de gas y polvo, en el disco protoplanetario en torno a estrellas como LHS 3154 (cuando eran jóvenes y estaban recién formadas) tendría que haber sido 10 veces superior a lo observado. De otro modo, no se podría explicar la formación de este planeta. Los investigadores explican que el descubrimiento también supone un caso de prueba extremo para todas las teorías existentes de formación de planetas. Algo que los investigadores consideran una señal muy positiva para el futuro.
El Habitable Zone Planet Finder se construyó para descubrir cómo se forman los planetas en torno a las estrellas más comunes de la galaxia, y cómo encontrar esos planetas. En cuanto a la formación de planetas como este, será interesante ver qué cambios se producen en el futuro. La existencia de LHS 3154b está fuera de toda duda. Es decir, no parece tratarse de un falso positivo, por lo que ahora hace falta revisar lo que dicen nuestros modelos de formación para entender por qué hay un planeta, aparentemente imposible, alrededor de una estrella ultrafría.
Estudio
Los estudios son:
G. Stefánsson, S. Mahadevan, Y. Miguel et al.; «A Neptune-mass exoplanet in close orbit around a very low-mass star challenges formation models». Publicado en la revista Science el 30 de noviembre de 2023. Puede consultarse en este enlace.
F. Masset.; «A low-mass star with a large-mass planet». Publicado en la revista Science el 30 de noviembre de 2023. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
