Un planeta gigante en una estrella diminuta desborda las teorías

Astrónomos han descubierto un planeta gigante, llamado TOI-6894b, que orbita una diminuta enana roja con solo el 20 por ciento de la masa del Sol, desafiando las teorías de formación planetaria.

Este sistema se descubrió como parte de una investigación a gran escala de datos del Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS), que busca planetas gigantes alrededor de estrellas de baja masa. El trabajo se publica en Nature Astronomy.

El planeta (TOI-6894b) es un gigante gaseoso de baja densidad con un radio ligeramente mayor que el de Saturno, pero con solo aproximadamente el 50% de su masa. La estrella (TOI-6894) es la estrella de menor masa que alberga un planeta gigante en tránsito descubierto hasta la fecha y tiene solo el 60% del tamaño de la siguiente estrella más pequeña que alberga un planeta de este tipo.

El Dr. Daniel Bayliss, profesor asociado de la Universidad de Warwick y autor principal de la investigación, afirmó en un comunicado: "La mayoría de las estrellas de nuestra galaxia son en realidad estrellas pequeñas exactamente como esta, con masas bajas y que anteriormente se creía que no podían albergar planetas gigantes gaseosos. Por lo tanto, el hecho de que esta estrella albergue un planeta gigante tiene importantes implicaciones para el número total de planetas gigantes que estimamos que existen en nuestra galaxia".

TEORÍAS DE FORMACIÓN

La teoría más aceptada sobre la formación de planetas se denomina teoría de acreción del núcleo. Un núcleo planetario se forma primero mediante acreción (acumulación gradual de material) y, a medida que el núcleo se vuelve más masivo, finalmente atrae gases que forman una atmósfera. Luego, alcanza la masa suficiente para entrar en un proceso de acreción descontrolada de gas y convertirse en un gigante gaseoso.

En esta teoría, la formación de gigantes gaseosos es más difícil alrededor de estrellas de baja masa porque la cantidad de gas y polvo en un disco protoplanetario alrededor de la estrella (la materia prima para la formación de planetas) es demasiado limitada para permitir la formación de un núcleo lo suficientemente masivo y el proceso de descontrol.

Sin embargo, la existencia de TOI-6894b (un planeta gigante que orbita una estrella de masa extremadamente baja) sugiere que este modelo no puede ser completamente preciso y se necesitan teorías alternativas.

El doctor Edward Bryant, astrofísico de Warwick y autor del trabajo, añadió: "Dada la masa del planeta, TOI-6894b podría haberse formado a través de un proceso intermedio de acreción del núcleo, en el cual un protoplaneta se forma y acrecienta gas de forma constante sin que el núcleo alcance la masa suficiente para una acreción descontrolada de gas.

Alternativamente, podría haberse formado debido a un disco gravitacionalmente inestable. En algunos casos, el disco que rodea la estrella se vuelve inestable debido a la fuerza gravitacional que ejerce sobre sí mismo. Estos discos pueden entonces fragmentarse, y el gas y el polvo colapsan para formar un planeta".

NINGUNA TEORÍA PUEDE EXPLICARLO

Sin embargo, el equipo descubrió que ninguna de las teorías podía explicar completamente la formación de TOI-6894b a partir de los datos disponibles, lo que deja el origen de este planeta gigante como una incógnita por ahora.

Una vía para esclarecer el misterio de la formación de TOI-6894b es un análisis atmosférico detallado. Al medir la distribución del material dentro del planeta, los astrónomos pueden determinar el tamaño y la estructura de su núcleo, lo que nos indica si TOI-6894b se formó por acreción o mediante un disco inestable.

Esta no es la única característica interesante de la atmósfera de TOI-6894b; es inusualmente fría para un gigante gaseoso. La mayoría de los gigantes gaseosos descubiertos por los cazadores de exoplanetas son Júpiter calientes, gigantes gaseosos masivos con temperaturas de entre 1000 y 2000 Kelvin.

TOI-6894b, en comparación, tiene tan solo 420 Kelvin. Su baja temperatura, junto con otras características de este planeta, como los tránsitos muy profundos, lo convierte en uno de los planetas gigantes con atmósfera fría más prometedores para que los astrónomos lo caractericen.