Cómo es el planeta similar a Neptuno que podría haberse originado por una colisión

Los planetas del tamaño de Neptuno exhiben una amplia gama de composiciones y densidades, dependiendo de factores relacionados con su historia de formación y evolución, como la distancia de sus estrellas anfitrionas y los procesos de escape atmosférico. En ese sentido, la masa de TOI-1853b, localizado recientemente, es casi el doble que la de cualquier otro planeta de tamaño similar y su densidad es increíblemente alta, lo que significa que está formado por una fracción de roca mayor de lo que normalmente se esperaría a esa escala.

Lo cierto es que estos cuerpos celestes pueden variar desde planetas de densidad relativamente baja con atmósferas espesas de hidrógeno y helio, hasta cuerpos astrales de mayor densidad con una cantidad sustancial de agua o un interior rocoso, con una atmósfera más delgada. Es por eso que el descubrimiento de exoplanetas en el desierto caliente de Neptuno, una región cercana a las estrellas anfitrionas con un déficit de planetas del tamaño del propio planeta, proporciona datos sobre la formación y evolución de los sistemas planetarios, incluida la existencia de esta región.

Este nuevo estudio, publicado en la revista Nature y realizado por un grupo de científicos dirigidos por Luca Naponiello de la Universidad de Roma, asegura que el TOI-1853b es el resultado de colisiones planetarias. Siendo que estos enormes impactos habrían eliminado parte de la atmósfera más ligera y el agua, dejando atrás una multitud de rocas.

Phil Carter, investigador principal de la Facultad de Física de la Universidad de Bristol y coautor del estudio, dijo: “Tenemos pruebas sólidas de impactos fuertes entre cuerpos planetarios en nuestro sistema solar, como la formación de la Luna. También hay evidencia de algunos exoplanetas. Aunque hay una gran variedad de cuerpos en esos sistemas, muchos son únicos y no se parecen a nada en nuestro sistema solar. Sin embargo, su tamaño y composición suelen estar entre un planeta rocoso y gigantes de hielo como Neptuno o Urano”.

Implicancias gigantescas

“Nuestra contribución al estudio -siguió Carter- fue modelar impactos gigantes extremos que potencialmente podrían eliminar la atmósfera más ligera y el agua/hielo del planeta original más grande para producir la densidad extrema medida. Descubrimos que el cuerpo planetario inicial probablemente habría sido rico en agua y que sufrió un impacto gigante extremo a una velocidad superior a 75 km/s para producir TOI-1853b como se observa”.

Este planeta muestra más pruebas de frecuentes colisiones gigantes durante la creación de planetas en la galaxia. El descubrimiento une las teorías de formación de cuerpos celestes en nuestro sistema solar con la de exoplanetas. Además, ofrece una mejor comprensión sobre cómo se forman y evolucionan los sistemas planetarios.

El estudiante de posgrado del Laboratorio de Física HH Wills y coautor, Jingyao Dou, indicó: “Este planeta es muy sorprendente. Normalmente esperamos que los planetas que se forman con tanta roca se conviertan en gigantes gaseosos como Júpiter, que tienen densidades similares a las del agua. En cambio TOI-1853b tiene el tamaño de Neptuno, pero una densidad superior a la del acero”.

“Nuestro trabajo muestra que esto puede suceder si el planeta experimentó colisiones planeta-planeta extremadamente energéticas durante su formación. Estos choques eliminaron parte de la atmósfera más ligera y del agua, dejando un planeta de alta densidad sustancialmente enriquecido con rocas”, profundizó.

Ahora, el equipo planea observaciones detalladas de seguimiento de TOI-1853b para intentar detectar cualquier atmósfera residual y examinar su composición. La profesora asociada de la Universidad de Bristol y coautora Zoë Leinhardt concluyó: “No habíamos investigado previamente impactos gigantes tan extremos, ya que no son algo que esperábamos. Hay mucho trabajo por hacer para mejorar los modelos de materiales que subyacen a nuestras simulaciones y ampliar la gama de impactos gigantes extremos modelados”.