¿Planetas incompatibles en un sistema solar?

Se sabe de la existencia de al menos dos planetas en órbita a TOI-1130, una estrella situada a unos 190 años-luz de la Tierra. Sin embargo, las órbitas que estos planetas siguen en torno a su estrella, así como las características físicas de cada uno, incumplen la configuración que se considera normal para planetas de esas clases. Un nuevo estudio ha profundizado en este misterio.

El estudio es obra de un equipo encabezado por Saugata Barat, del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial, dependiente del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos.

Los dos planetas en cuestión son un minineptuno y un júpiter caliente. Como los nombres de sus clases sugieren, el minineptuno es similar a Neptuno pero más pequeño, en tanto que el otro es como Júpiter pero caliente en vez de frío.

Ambos están muy cerca de su estrella. El más cercano es el minineptuno, que tarda tan solo 4 días en dar una vuelta entera en torno a la estrella. El júpiter caliente tarda 8 días.

Lo insólito es que los júpiteres calientes son “solitarios”: no tienen planetas compañeros más cerca de la estrella de lo que lo están ellos. Ello se debe, a grandes rasgos, a que los júpiteres calientes, por su gran masa, ejercen una fuerza de gravedad tan grande que cualquier astro situado en una órbita más cercana a la estrella que las que ellos siguen sufre de inmediato graves perturbaciones orbitales que imposibilitan que siga existiendo allí. Contra todo pronóstico, el minineptuno del sistema solar de TOI-1130 se halla en esa franja orbital “prohibida”. ¿Por qué?

Recreación artística del minineptuno y del júpiter caliente. (Ilustración: Jose-Luis Olivares, MIT. CC BY-NC-ND 3.0)

Gracias a observaciones realizadas con el telescopio espacial James Webb, Barat y sus colegas han obtenido nuevos datos sobre la atmósfera del minineptuno. Resulta que este planeta tiene una atmósfera “pesada” que es rica en vapor de agua, dióxido de carbono, dióxido de azufre y trazas de metano. El planeta no habría adquirido una atmósfera tan densa si se hubiera formado en su ubicación actual, muy cercana a su estrella.

La explicación a este misterio podría ser, en opinión de los autores del estudio, que tanto el minineptuno como el júpiter caliente se formaron mucho más lejos de su estrella que las franjas orbitales que ahora ocupan. En esa zona lejana y fría del disco protoplanetario, el minineptuno pudo acumular poco a poco sustancias volátiles en su atmósfera, hasta llegar al estado que hoy persiste y que ha sido comprobado. Con el paso del tiempo, ambos planetas fueron atraídos hacia la región más cercana a su sol en la cual hoy orbitan. El proceso de traslado fue suave, lo que ayudó a que ambos planetas se mantuvieran en órbitas bastante cercanas la una de la otra.

El estudio se titula “JWST unveils a high mean molecular weight atmosphere for mini-Neptune TOI-1130b: Evidence for formation beyond the water ice line”. Y se ha publicado en la revista académica The Astrophysical Journal Letters. (Fuente: NCYT de Amazings)