El hallazgo de TOI-6894b desafía los modelos clásicos de formación planetaria y abre un nuevo capítulo en la exploración de mundos extremos.
Un planeta gigante gaseoso similar a Saturno, que demora poco más de tres días en orbitar a su estrella madre —una diminuta enana roja que posee apenas el 20% de la masa del Sol—, está desafiando los modelos clásicos y obligando a revisar las teorías de formación planetaria. Así lo señala una nueva investigación publicada en la revista Nature Astronomy, en la que participó un equipo internacional de astrónomos liderado por investigadores del Reino Unido y Chile.
Según explican Andrés Jordán y Rafael Brahm, astrónomos del Instituto Milenio de Astrofísica (MAS) y académicos de la Universidad Adolfo Ibáñez que encabezaron el equipo de investigación nacional, la estrella, denominada TOI-6894, se encuentra a unos 700 años luz de la Tierra y corresponde a una enana roja con una masa equivalente al 20% de la del Sol. El planeta que la orbita, TOI-6894b, fue descubierto como parte de una investigación que analizó más de 91 mil estrellas enanas rojas de baja masa en busca de planetas gigantes.
Andrés Jordán cuenta que esta investigación se inició hace algunos años como parte de un programa sistemático para descubrir planetas gigantes (análogos a Saturno o Júpiter) orbitando estrellas de baja masa.
“Usamos datos del telescopio espacial TESS y espectrógrafos ubicados en Chile. El más importante para este programa fue el espectrógrafo ESPRESSO, del Observatorio VLT, en cerro Paranal, Región de Antofagasta”, explica Jordán. La principal motivación —agrega— era que los modelos de formación planetaria no pueden explicar fácilmente la existencia de objetos tan masivos en torno a estrellas tan pequeñas, por lo que este estudio permitirá entender mejor cómo se forman los sistemas planetarios en general.
Nuevas teorías
Hasta ahora, la teoría más aceptada para explicar la formación de gigantes gaseosos es la teoría de acreción del núcleo. Según esta, primero se forma un núcleo planetario mediante la acumulación gradual de material. A medida que el núcleo gana masa, comienza a atraer gases para formar una atmósfera. Eventualmente, alcanza suficiente masa para iniciar un proceso acelerado de acreción de gas, convirtiéndose en un gigante gaseoso.
Sin embargo, según esta misma teoría, la formación de planetas gigantes es más difícil alrededor de estrellas de baja masa, ya que el disco protoplanetario que las rodea —es decir, el material a partir del cual se forman los planetas— contendría cantidades limitadas de material. Esto impediría la formación de un núcleo lo suficientemente masivo para iniciar el proceso acelerado de formación de un gigante.
El Dr. Edward Bryant, quien lideró el estudio desde la Universidad de Warwick, Reino Unido, destacó que “TOI-6894b es un planeta gigante en tránsito alrededor de la estrella de menor masa conocida hasta la fecha. No esperábamos que planetas como TOI-6894b pudieran formarse alrededor de estrellas tan pequeñas. Este descubrimiento será clave para entender los extremos en la formación de planetas gigantes”.
Andrés Jordán agrega: “Este proceso requiere una cantidad importante de sólidos y suficiente tiempo para aglomerarlos. Ninguno de esos factores se da en estrellas pequeñas. Es posible que el disco del cual se formó TOI-6894b haya sido particularmente masivo, o que haya operado otro mecanismo en este caso. Sin embargo, ninguno de los modelos alternativos que consideramos logra explicar con comodidad la existencia de este planeta, por lo que el problema de entender cómo se forman estos sistemas sigue abierto”.
Un planeta enigmático
Según detalla Jordán, el planeta es un gigante gaseoso de baja densidad, con un radio apenas mayor que el de Saturno, pero con una masa equivalente a solo ~50% del planeta de los anillos. “Su período orbital es de solo 3,37 días, mucho más corto incluso que el de Mercurio. Pero dado que la estrella que lo alberga es tan diminuta, su temperatura es de solo 420 grados Kelvin”, precisa.
Esta temperatura atmosférica, sin embargo, es inusualmente baja para un gigante gaseoso, ya que la mayoría de los exoplanetas de este tipo descubiertos hasta ahora presentan temperaturas de entre 1.000 y 2.000 Kelvin. Su baja temperatura, junto con otras características como tránsitos muy profundos, lo convierten en uno de los planetas gigantes más prometedores para ser caracterizados con atmósferas frías.
El siguiente paso para dilucidar el misterio de este planeta es estudiar su atmósfera en detalle. Esto permitiría medir la distribución de material dentro del planeta y determinar el tamaño y la estructura de su núcleo, lo que podría revelar si se formó por acreción o por colapso gravitacional de un disco inestable.
TOI-6894b ya fue seleccionado como objetivo para ser observado próximamente por el Telescopio Espacial James Webb (JWST), dentro de los próximos 12 meses. “El estudio de su atmósfera es una de las investigaciones posteriores más interesantes. Estamos expectantes por ver qué revelan las observaciones del JWST”, concluye Andrés Jordán.
