Un planeta imposible

Según el conocimiento científico actual sobre la formación de planetas, TOI-5205b no debería existir. Sin embargo, ahí está.

Un equipo de astrónomos, dirigido por Shubham Kanodia, del Instituto Carnegie de Ciencia en Estados Unidos, ha descubierto un inusual sistema planetario en el que un gran planeta gigante gaseoso (TOI-5205b) orbita alrededor de una pequeña enana roja llamada TOI-5205. El hallazgo desafía ideas largamente sostenidas sobre la formación de planetas.

Más pequeñas y frías que nuestro Sol, las enanas M son las estrellas más comunes de nuestra galaxia la Vía Láctea. Debido a su pequeño tamaño, estas estrellas tienden a ser aproximadamente la mitad de calientes que el Sol y mucho más rojas. Tienen luminosidades muy bajas, pero vidas extremadamente largas. Aunque las enanas rojas albergan más planetas, por término medio, que otros tipos de estrellas más masivas, sus historias de formación las convierten en candidatas poco probables para tener a su alrededor planetas gigantes gaseosos.

El satélite astronómico TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA identificó por vez primera a TOI-5205b como posible planeta. El equipo de Kanodia, que incluye a Anjali Piette, Alan Boss, Johanna Teske y John Chambers del Instituto Carnegie de Ciencia, confirmó más tarde su naturaleza planetaria y lo observado en más detalle, utilizando diversos instrumentos e instalaciones terrestres.

TOI-5205, la estrella en torno a la cual orbita el planeta, tiene apenas cuatro veces el diámetro de Júpiter y, sin embargo, a su alrededor se formó un planeta del tamaño de Júpiter. Esto resulta sorprendente porque se creía que alrededor de estrellas de baja masa no podían formarse planetas con una masa tan grande.

Recreación artística de un planeta gigante gaseoso orbitando alrededor de la pequeña estrella enana roja llamada TOI-5205. (Ilustración: Katherine Cain / Carnegie Institution for Science)

Se sabe de unos pocos planetas gigantes gaseosos en órbita a estrellas enanas M. Pero hasta ahora no se había encontrado ningún planeta gigante gaseoso alrededor de una enana M de masa tan baja como la de TOI-5205.

Esta diferencia de masas menor de lo normal también se refleja en los tamaños. Cuando TOI-5205b, de masa similar a la de Júpiter, cruza por delante de su estrella (desde la perspectiva visual de la Tierra) bloquea cerca del siete por ciento de su luz. Es una de las mayores porciones de estrella bloqueadas de entre todos los casos de planetas que pasan por delante de su estrella.

Los planetas se forjan en el disco giratorio de gas y polvo que rodea a las estrellas jóvenes. Según la teoría más aceptada sobre la formación de planetas gaseosos, se requiere que una masa de este material, unas 10 veces mayor que la masa de la Tierra se acumule y conforme un núcleo rocoso masivo, tras lo cual el protoplaneta succiona rápidamente grandes cantidades de gas de las regiones vecinas del disco hasta formar un planeta gigante gaseoso como los que vemos hoy.

El marco temporal en el que esto ocurre es crucial.

"La existencia de TOI-5205b modifica lo que sabemos sobre los discos en los que nacen estos planetas", explica Kanodia. "Al principio, si no hay suficiente material rocoso en el disco para formar el núcleo inicial, entonces no se puede formar un planeta gigante gaseoso. Y al final, si el disco se disipa antes de que se forme el núcleo masivo, tampoco se puede formar ya un planeta gigante gaseoso. Sin embargo, TOI-5205b se formó a pesar de estas limitaciones. Basándonos en el conocimiento actual de la formación de planetas, TOI-5205b no debería existir; es un planeta ‘prohibido"".

O bien en el sistema de TOI-5205 ocurrió algo extraordinario que permitió superar esas restricciones, o habrá que revisar el conocimiento científico actual sobre la formación de planetas.

Kanodia y sus colegas exponen los detalles técnicos de su hallazgo en la revista académica The Astronomical Journal, bajo el título “TOI-5205b: A Short-period Jovian Planet Transiting a Mid-M Dwarf”. (Fuente: NCYT de Amazings)