Descubren un joven exoplaneta que desafía las teorías de formación planetaria

Exoplaneta imaginario en formación. Crédito: Alex Peñarroya, La Ciencia Espacial. Atribución 4.0 Internacional

En un hallazgo que sacude las bases de la astrofísica, los científicos han descubierto que el exoplaneta PDS 70b, ubicado a 370 años luz del planeta Tierra en la constelación de Centaurus, presenta una composición química inesperada en su atmósfera. Este descubrimiento, publicado en The Astrophysical Journal Letters, podría revolucionar nuestro entendimiento de cómo se forman los planetas.

Un planeta fuera de las reglas

PDS 70b, un gigante gaseoso en formación, se encuentra rodeado por el disco protoplanetario del sistema estelar PDS 70. Según las teorías tradicionales, un planeta debería compartir una proporción de carbono a oxígeno (C/O) similar a la del disco del que proviene. Sin embargo, los análisis realizados con técnicas de espectroscopia avanzada revelan que este planeta tiene una proporción significativamente menor de carbono, un hallazgo que desconcierta a los expertos.

“Cuando obtuvimos los resultados, simplemente dijimos: ‘Wow’”, comentó Jason Wang, astrofísico de la Universidad Northwestern y coautor del estudio.

Espectro KPIC de PDS 70b y su modelo directo de mejor ajuste utilizando las cuadrículas del modelo BT-Settl. Los espectros se tomaron el 23 de mayo de 2024 (UT). Los órdenes 31 a 33 en la fibra 4 se muestran en líneas negras. El modelo directo completo, con el moteado estelar y los flujos planetarios, está en líneas cian. El modelo estelar, directamente del espectro KPIC observado en el eje de PDS 70 A, se muestra en líneas azules. El modelo planetario, incluido el modelo BT-Settl de mejor ajuste con el perfil telúrico observado, se ilustra en líneas rojas. El residuo (datos: modelo directo completo) se representa en puntos grises y el ruido de los datos se muestra en la región sombreada en naranja.

El misterio de su atmósfera

Utilizando herramientas como el Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC), los investigadores lograron captar la "huella dactilar" de la atmósfera de PDS 70b, identificando moléculas como agua (H₂O) y monóxido de carbono (CO). Estos datos han permitido plantear dos hipótesis:

• Formación temprana: El planeta se habría formado antes de que el disco protoplanetario se enriqueciera con carbono.

• Acumulación de sólidos: PDS 70b podría haber crecido acumulando polvo y hielo en grandes cantidades, alterando su composición atmosférica.

Revisando las teorías de formación planetaria

Este descubrimiento pone de manifiesto la necesidad de actualizar los modelos de formación planetaria. Hasta ahora, se asumía que los planetas obtenían su composición química principalmente del gas del disco. Sin embargo, el papel de los sólidos, como el polvo y el hielo, parece ser mucho más relevante de lo que se creía.

“Siempre sospechamos que los modelos eran demasiado simplificados, pero ahora tenemos evidencia concreta”, afirmó Chih-Chun "Dino" Hsu, autor principal del estudio.

Próximos pasos: explorar más allá de PDS 70b

El equipo planea estudiar a PDS 70c, un planeta vecino, para entender si este fenómeno es único o una característica común en sistemas de este tipo. Además, telescopios como el James Webb serán clave para investigar otros exoplanetas jóvenes y recopilar datos que arrojen más luz sobre el proceso de formación planetaria.

Una nueva era en la exploración del cosmos

Con cada avance tecnológico, los astrónomos se acercan más a resolver los misterios del universo. Este descubrimiento no solo cuestiona las teorías tradicionales, sino que abre una ventana a la posibilidad de historias de formación planetaria más complejas y únicas en todo el cosmos.

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Referencia:

Hsu, C.-C., Wang, J. J., Blake, G. A., et al. PDS 70b Shows Stellar-like Carbon-to-oxygen Ratio, The Astrophysical Journal Letters. DOI: 10.3847/2041-8213/ad95e8.