WASP-193b: un exoplaneta como una nube de algodón

Esta imagen muestra el cielo en la región de la estrella de Barnard. En el centro pueden verse tres pequeñas estrellas en rojo, amarillo y azul, las tres son representaciones de la Estrella de Barnard y su movimiento. Crédito: ESO/Digitized Sky Survey 2 Acknowledgement: Davide De Martin E — Red Dots

Un grupo de investigadores ha anunciado el descubrimiento de WASP-193b, un exoplaneta gigante con una densidad tan baja que solo se puede comparar con cosas como una nube de algodón… Es un descubrimiento sorprendente, porque sus características son difíciles de explicar.

Un exoplaneta que recuerda a una nube de algodón de azúcar

WASP-193b es un exoplaneta gigante con una densidad extraordinariamente baja, orbitando en torno a una estrella que es similar al Sol. Este nuevo mundo está a 1200 años-luz de la Tierra. Es un 50% más grande que Júpiter y, sin embargo, tiene siete veces menos masa. Esto provoca que su densidad sea extremadamente baja, comparable a la de una nube de algodón. Según explican, es el segundo planeta menos denso descubierto hasta la fecha. El menos denso es Kepler-51d, que es mucho más pequeño. Esto hace que sea una anomalía.

Concepto artístico de un planeta gigante, como Júpiter, orbitando cerca de su estrella. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Esa densidad tan baja lo convierte en una anomalía entre los más de 5000 exoplanetas que se conocen. Tanto es así, que los modelos estándares sobre formación de planetas gigantes no pueden reproducir esta densidad tan baja. Ni siquiera incluso si se plantease que el planeta no tuviese núcleo (algo que no sería realista). Este nuevo planeta fue descubierto en primer lugar por WASP (por las siglas de Wide Angle Search for Planets). Una colaboración internacional que trabaja con dos observatorios (uno en el hemisferio norte y el otro en el sur).

En datos recogidos entre 2006 y 2008 (y después 2011 y 2012), el observatorio WASP-South detectó tránsitos periódicos. Es decir, caídas de luz constantes en la estrella WASP-193. Los astrónomos determinaron que esas caídas periódicas encajaban con el paso de un planeta por delante de la estrella cada 6,25 días. Los científicos midieron la cantidad de luz que el planeta bloquea en cada tránsito, obteniendo así una estimación de su tamaño. Después, el equipo usó los observatorios TRAPPIST-South y SPECULOOS-South, en el desierto de Atacama, en Chile.

Tras validar el planeta, había que determinar sus características

Así, midieron la señal del planeta en diferentes longitudes de onda, verificando que el objeto que provocaba esa caída de luz es un planeta. Finalmente, midieron la masa de ese mundo. Para su sorpresa, las mediciones desvelaban una densidad extremadamente baja. Su masa y tamaño, respectivamente, eran de un 0,14 y 1,5 los de Júpiter. La densidad es de 0,059 gramos por centímetro cúbico. La densidad de Júpiter, como comparación, es de 1,33 gramos por centímetro cúbico. La de la Tierra es todavía mayor, con 5,53 gramos por centímetro cúbico.

Uno de los materiales más cercanos, en densidad, a este planeta esponjoso es el algodón de azúcar. La densidad de este popular dulce es de 0,05 gramos por centímetro cúbico. El planeta es tan ligero, explican los investigadores, que es difícil pensar en un material, sólido, que sea análogo. El motivo por el que es tan cercano al algodón de azúcar es porque, simplemente, ambos son prácticamente aire. Es decir, el planeta es tremendamente esponjoso. Los investigadores sospechan que este exoplaneta está compuesto principalmente por hidrógeno y helio.

No es una conclusión ni mucho menos exótica. La mayoría de gigantes gaseosos de la galaxia tienen esa composición. Sin embargo, en el caso de WASP-193b, estos gases seguramente forman una atmósfera muy inflada, que se extiende a decenas de miles de kilómetros más lejos que la de Júpiter. La pregunta, naturalmente, es cómo es posible que un planeta pueda inflarse hasta este extremo. Es una pregunta que ninguna teoría de formación de planetas existente es capaz de explicar satisfactoriamente. Plantea muchas interrogantes.

El universo está repleto de sorpresas como un exoplaneta comparable a una nube de algodón de azúcar

Está claro que es necesaria una gran cantidad de energía en el interior del planeta. Pero cómo funciona el mecanismo que provoca su aspecto es algo que no está bien entendido. Ahora mismo, explica Francisco Pozuelos, astrónomo del Instituto de Astrofísica de Andalucía, no saben dónde colocar el planeta en esas teorías de formación. En todas ellas, nos encontramos ante una anomalía. No se puede explicar el proceso de formación de este planeta. El estudio de la atmósfera permitirá entender mejor cuál ha sido su evolución hasta su estado actual.

Concepto artístico del exoplaneta gigante helado OGLE-2016-BLG-1195Lb. Crédito: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (IPAC)

WASP-193b es un planeta de lo más misterioso. Los investigadores explican que necesitarán más observaciones y, también, más trabajo a nivel teórico. Especialmente será necesario analizar las propiedades de la atmósfera de WASP-193b con la ayuda del telescopio James Webb. Así como, posteriormente, enfrentar esos datos a los diferentes mecanismos, a nivel teórico, que podrían explicar que la atmósfera de este mundo se haya inflado de una manera tan extrema. Es uno de los descubrimientos más intrigantes de los últimos años.

Con el paso del tiempo, se han descubierto multitud de exoplanetas rocosos y gaseosos. A estas alturas, los descubrimientos de supertierras o minineptunos ya se han convertido en algo más bien rutinario. El hallazgo de este tipo de exoplanetas resulta interesante porque provocará que se avance en el desarrollo de teorías más completas. Además de, naturalmente, ayudar a conocer mejor la enorme variedad de mundos que pueblan la Vía Láctea. Todavía quedan muchos mundos por descubrir en este pequeño rincón del universo…

Estudio

El estudio es K. Barkaoui, F. Pozuelos, C. Hellier et al.; «An extended low-density atmosphere around the Jupiter-sized planet WASP-193 b». Publicado en la revista Nature Astronomy el 14 de mayo de 2024. Puede consultarse en este enlace.

Referencias: Phys

Alex Riveiro: Divulgador científico. Autor de "Hacia las estrellas: una breve guía del universo", "Más allá de las estrellas: ¿estamos solos en el universo?" y la saga de ciencia ficción "Ecos de un futuro distante". Colaborador en eltiempo.es y Otros Mundos. También en Twitter, YouTube, Twitch e iVoox.
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