El telescopio espacial James Webb obtuvo imágenes inéditas de dos exoplanetas gigantes y jóvenes que orbitan una estrella similar al Sol, llamada YSES-1, ubicada en dirección a la constelación de Musca, a unos 310 años luz de la Tierra. Estos planetas, ambos más masivos que Júpiter, se encuentran en distintas etapas de desarrollo.
Así lo explicó Kielan Hoch, astrofísico del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore y autor principal del estudio publicado en la revista Nature: “El complejo panorama que es la formación de planetas muestra cuánto realmente no sabemos sobre cómo se formaron los sistemas planetarios, incluido el nuestro”.
Nubes de silicato y discos formadores de lunas
Uno de los exoplanetas, identificado como YSES-1c, tiene una masa unas seis veces superior a la de Júpiter y se encuentra a 320 veces la distancia entre la Tierra y el Sol. Su atmósfera contiene metano, agua, monóxido de carbono y dióxido de carbono, y presenta una densa capa de nubes de silicato, un fenómeno raro entre los planetas conocidos.
“El compañero más pequeño y lejano, conocido como YSES-1c, presenta la característica de absorción de silicato más intensa observada hasta la fecha en un exoplaneta”, indicó el Dr. Evert Nasedkin, investigador postdoctoral del Trinity College de Dublín y coautor del estudio. Estas nubes están compuestas por partículas similares a la arena, y se cree que su presencia está relacionada con la juventud del planeta, que aún mantiene el calor de su formación.
El otro exoplaneta, YSES-1b, tiene una masa estimada en 14 veces la de Júpiter y orbita a 160 veces la distancia entre la Tierra y el Sol. En torno a él, el telescopio detectó un disco de polvo fino que podría estar alimentando su crecimiento o incluso dando origen a lunas. Según los investigadores, este tipo de disco solo ha sido observado anteriormente en tres planetas, todos significativamente más jóvenes que YSES-1b.
“El planeta interior ofreció otras sorpresas: si bien todo el sistema es joven, con 16,7 millones de años, es demasiado antiguo para encontrar indicios del disco de formación alrededor de la estrella. Sin embargo, se detectó un disco alrededor del propio planeta”, afirmó Nasedkin.
Un sistema que desafía las teorías actuales
Ambos exoplanetas orbitan a grandes distancias de su estrella anfitriona. Este hecho, sumado a sus distintas características atmosféricas y estructurales, representa un enigma para los modelos actuales de formación planetaria. “En teoría, los planetas deberían formarse aproximadamente al mismo tiempo, ya que la formación planetaria ocurre bastante rápido, en aproximadamente un millón de años”, explicó Hoch.
Además, el investigador señaló que “los planetas del sistema YSES-1 están demasiado separados como para ser explicados mediante las teorías de formación actuales”. También cuestionó el origen de sus diferencias: “¿Esperamos que todos los planetas gigantes se formen de la misma manera y tengan el mismo aspecto si se formaron en el mismo entorno?”.
Estos interrogantes abren nuevas líneas de investigación para entender no solo la evolución de sistemas como YSES-1, sino también los procesos que dieron origen a nuestro propio Sistema Solar.
El rol del telescopio Webb
Desde su puesta en funcionamiento en 2022, el James Webb Space Telescope (JWST) se ha consolidado como una herramienta clave para observar el universo en el infrarrojo cercano y medio. Su capacidad para obtener espectros de luz de alta precisión ha permitido identificar las “huellas dactilares” químicas presentes en las atmósferas de los exoplanetas.
“Webb está revelando todo tipo de física y química atmosférica que ocurre en exoplanetas que antes desconocíamos, y actualmente está desafiando todos los modelos atmosféricos que usábamos antes de Webb”, destacó Hoch.
El programa que permitió observar este sistema fue concebido antes del lanzamiento del telescopio. “Planteamos la hipótesis de que el instrumento NIRSpec del futuro telescopio debería ser capaz de observar ambos planetas en su campo de visión con una sola exposición”, recordó Hoch. “Nuestras simulaciones resultaron correctas tras el lanzamiento, proporcionando el conjunto de datos más detallado de un sistema multiplanetario hasta la fecha”.
La investigación publicada en Nature fue realizada por un equipo internacional, cuyos cinco primeros autores son jóvenes científicos en etapas iniciales de sus carreras, entre ellos posdoctorados y estudiantes de posgrado. Su trabajo conjunto permitió documentar con precisión fenómenos atmosféricos, composiciones químicas y estructuras planetarias que amplían el conocimiento sobre los exoplanetas y los mecanismos que los originan.
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