Científicos españoles descubren un exoplaneta gigante que no debería existir

Se llama GJ 5312b y ha sido detectado por el instrumento Carmenes del Observatorio de Calar Alto en Almería. Su descubrimiento puede obligar a los astrónomos a repensar cómo se forman los planetas.

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Guillem Anglada-Escude / IEEC/Science-wave

Un consorcio científico internacional liderado por astrónomos españoles ha descubierto un exoplaneta inaudito alrededor de una pequeña estrella enana roja localizada a 31 años luz del sistema solar. Lo particular de este planeta es que tiene mucha más masa de lo que predicen los modelos teóricos.

Aunque la estrella es solo una décima parte de la masa del Sol, posee un planeta gigante: "Alrededor de esas estrellas solo debería haber planetas del tamaño de la Tierra o Súper-Tierras algo más masivas", comenta Christoph Mordasini, profesor de la Universidad de Berna y miembro del Centro Nacional de Competencia en Investigación PlanetS.
"GJ 3512b, sin embargo, es un planeta gigante con una masa aproximadamente la mitad de grande que la de Júpiter y, por lo tanto, al menos un orden de magnitud más masivo que los planetas predichos por modelos teóricos para estrellas tan pequeñas ", aclara el experto en la revista Science que publica el estudio.

El misterioso planeta fue detectado por un consorcio de investigación español-alemán llamado
CARMENES, que se ha fijado el objetivo de descubrir planetas alrededor de las estrellas más pequeñas del cosmos. Para este propósito, el consorcio construyó un nuevo instrumento, que se instaló en el Observatorio de Calar Alto de Almería, a 2.100 m de altitud (no en vano es el observatorio astronómico más grande de Europa), coliderado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía.

 

Las observaciones con este espectrógrafo infrarrojo mostraron que la pequeña estrella se movía regularmente hacia y desde nosotros, un fenómeno desencadenado por un compañero que tenía que ser particularmente masivo en este caso. Debido a que este descubrimiento fue tan inesperado, los científicos contactaron, entre otros, con el grupo de investigación de Berna de Mordasini, uno de los principales expertos mundiales en la teoría de la formación de planetas, para discutir escenarios de formación plausibles para el exoplaneta gigante.

 

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¿La explicación?



"Nuestro modelo de formación y evolución de planetas predice que alrededor de estrellas pequeñas se formará una gran cantidad de planetas pequeños", resume Mordasini, refiriéndose al famoso sistema planetario conocido como  Trappist-1
. Esta estrella comparable a GJ 3512 tiene siete planetas con masas aproximadamente iguales o incluso menores que la masa de la Tierra. En este caso, los cálculos del modelo de Berna concuerdan bien con la observación. Pero no es el caso de GJ 3512.

 

"Nuestro modelo predice que no debería haber planetas gigantes alrededor de tales estrellas", argumenta Mordasini. Una posible explicación para el fracaso de la teoría actual podría ser el mecanismo subyacente al modelo, conocido como acreción central. Los planetas se forman por el crecimiento gradual de cuerpos pequeños en masas cada vez más grandes, una circunstancia que los expertos califican como "proceso de abajo hacia arriba".

Quizás el planeta gigante GJ 3512b se formó por un mecanismo fundamentalmente diferente, el llamado colapso gravitacional. "Una parte del disco de gas en el que se forman los planetas se derrumba directamente bajo su propia fuerza gravitacional", explica Mordasini: "Un proceso de arriba hacia abajo". Pero incluso esta explicación plantea problemas. "¿Por qué el planeta no ha seguido creciendo y migrando más cerca de la estrella en este caso? Uno esperaría ambos si el disco de gas tuviera suficiente masa para volverse inestable bajo su gravedad", dice el experto.

 

"El planeta GJ 3512b es, por lo tanto, un descubrimiento importante que debería mejorar nuestra comprensión de cómo se forman los planetas alrededor de tales estrellas", concluye Mordasini.

 

 

Es probable que el tipo de sistema solar del GJ 3512 sea raro: los análisis del equipo sugieren que solo el 3% de las estrellas con masas inferiores a las tres décimas partes de nuestro Sol albergarán planetas gigantes gaseosos. En la mayoría de los casos, el séquito de compañeros de la estrella serán orbes más pequeños y rocosos.

 

"Por primera vez, hemos caracterizado con precisión un exoplaneta que no puede explicarse por el modelo de formación de acreción central", comenta Juan Carlos Morales, del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC). "Este exoplaneta demuestra que el modelo de inestabilidad gravitacional puede desempeñar un papel clave en la formación de planetas gigantes".

Los investigadores continúan monitoreando este sistema para aprender más sobre un segundo mundo potencial
-posiblemente un planeta similar a Neptuno, con un período orbital más largo- y tal vez incluso más planetas, expone Morales. Además, están examinando otras 300 enanas rojas para buscar más exoplanetas.

 

¿Se tratará finalmente de un sistema equivalente a nuestro sistema solar pero a pequeña escala?

 

Referencia: J. C. Morales et al. A giant exoplanet orbiting a very-low-mass star challenges planet formation models. Science, 2019 DOI: 10.1126/science.aax3198

 

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme por aquí.

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