Los astrónomos acaban de encontrar el planeta más pequeño conocido hasta la fecha

El planeta, llamado Elias 2-24 b, fue identificado mediante observaciones conservadas en archivos financiados por la NASA. Todavía orbita el disco de polvo de su joven estrella, lo que brinda a los científicos una rara oportunidad de estudiar la formación de planetas mientras aún está ocurriendo.

Lucas Cieza, profesor del Instituto de Estudios Astrofísicos, dijo: “Nuestros modelos de formación de planetas ya han tenido dificultades para explicar los récords anteriores para el planeta más joven conocido: un vínculo de cuatro vías entre dos planetas que orbitan la estrella PDS 70 y dos planetas que orbitan la estrella WISPIT 2, todos los cuales tienen más de 5 millones de años. “Elías 2-24 b nos muestra que incluso a nuestros mejores modelos de formación de planetas todavía les faltan algunos procesos importantes”.

Confirmado el planeta más joven conocido

En un estudio publicado el 16 de septiembre Cartas de revistas astrofísicasInvestigadores dirigidos por Andrea Bernardi, candidata a doctorado en la Universidad Diego Portales en Chile, examinaron observaciones de archivo de siete estrellas jóvenes.

Estas estrellas fueron observadas con el corógrafo del Observatorio WM Keck en Hawaii, que trabaja con la NASA a través de un acuerdo de cooperación. Cada estrella está rodeada por un disco de escombros lleno de polvo, gas y trozos de hielo y roca. Las diferencias y otras estructuras en estos discos pueden ser señales de que se están formando planetas.

Un corógrafo bloquea gran parte de la luz brillante de una estrella, lo que facilita la búsqueda de objetos cercanos más débiles. Utilizando esta técnica, los astrónomos han buscado planetas escondidos dentro de discos de polvo. Los planetas que orbitan alrededor de estrellas más allá de nuestro sistema solar se conocen como exoplanetas.

“Los planetas deberían encontrarse en los huecos, ya que están recortados”, dijo Bernardi. “Y ahí es exactamente donde encontramos a Elías 2-24 b.”

Elias 2-24 b tiene aproximadamente el tamaño de Júpiter y orbita una estrella a unos 450 años luz de la Tierra. Debido a que el sistema es tan joven, estudiarlo les da a los astrónomos una idea de cómo pudo haber sido nuestro propio sistema solar hace miles de millones de años.

Observa cómo un planeta toma forma

Las estrellas se forman dentro de grandes nubes de gas y polvo. Luego, los planetas pueden crecer a partir del material restante alrededor de la estrella recién nacida, acumulando materia gradualmente y formando caminos a través del disco circundante.

Pero observar los planetas durante estas primeras etapas es muy difícil porque el polvo espeso puede ocultarlos de la vista.

La mayoría de los exoplanetas confirmados se encontraron mediante tránsito. Un tránsito ocurre cuando un planeta pasa frente a su estrella y provoca una caída temporal en la luz estelar vista en la Tierra.

Este método se vuelve más difícil de utilizar cuando los planetas todavía están enterrados en polvo o orbitan muy lejos de sus estrellas. Como resultado, la mayoría de los aproximadamente 6.000 exoplanetas confirmados tienen miles de millones de años y orbitan relativamente cerca de sus estrellas.

Los científicos ahora construyen modelos de formación de planetas utilizando teoría, simulaciones por computadora y observaciones de estrellas jóvenes rodeadas por discos donde se forman planetas que a menudo son demasiado difíciles de detectar directamente. Descubrimientos como Elias 2-24 b pueden proporcionar importantes pruebas en el mundo real para estos modelos.

“La galaxia produce nuevas estrellas y planetas continuamente, por lo que hay muchas en cada etapa de evolución”, afirma Cieza. “Esto significa que podemos ver todo el proceso en teoría, pero hay una gran diferencia en lo que la mayoría de los telescopios pueden detectar. En este momento estamos casi ciegos a estos planetas bebés”.

Un misterio de hace diez años sale a la luz

La nueva confirmación también resuelve una cuestión que los astrónomos han estado debatiendo durante unos 10 años.

Observaciones anteriores de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) en Chile revelaron una brecha en el disco de polvo que rodea a la joven estrella Elías 2-24. Luego, el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile detectó un débil punto de luz dentro del espacio.

Los científicos se preguntaron si el objeto podría ser un planeta. El problema era que las teorías existentes sobre la formación de planetas sugerían que un planeta grande no debería poder formarse tan rápidamente, especialmente a tal distancia de su estrella.

Los modelos actuales sugieren que la formación de un planeta del tamaño de Júpiter a su distancia del Sol (que es poco más de cinco veces la distancia entre la Tierra y el Sol) lleva unos 5 millones de años. Un planeta gigante más alejado tardaría aún más.

Pero el débil objeto del sistema Elias 2-24 se encuentra unas 55 veces más lejos de su estrella que la Tierra del Sol y ya ha mostrado signos de un planeta en formación.

Los datos del archivo confirman a Elías 2-24 b

Para investigar más a fondo, Bernardi y sus colegas profundizaron en el Archivo del Observatorio Keck, una colaboración financiada por la NASA entre el Observatorio Keck y el Instituto de Ciencias de Exoplanetas de la NASA en Caltech/IPAC.

El mismo objeto débil se encontró en observaciones recopiladas en 2018 y 2020. Al combinar las observaciones y rastrear cómo se movía el objeto a lo largo del tiempo, el equipo determinó que se comportaba más como un planeta que orbita la estrella que como un compañero de imagen o una estrella distante de fondo.

Este análisis finalmente confirma que el objeto es Elías 2-24 b.

“Normalmente oímos hablar de telescopios que funcionan por separado, pero esta confirmación sólo fue posible utilizando varios telescopios juntos”, dijo Bernardi. “Elias 2-24 b está en el límite de lo que los telescopios actuales pueden detectar, pero con nuevos instrumentos como el Telescopio Espacial para Mujeres Nancy Grace de la NASA, tales detecciones deberían ser más fáciles”.

Roman podría revelar más planetas bebés

Roman, que acaba de ser lanzado el 30 de agosto, lleva un coreógrafo más avanzado diseñado para detectar planetas que son más difíciles de ver con los telescopios existentes.

Utilizando métodos de observación similares, los romanos pudieron identificar planetas en órbitas más estrechas, incluido el verdadero análogo de Júpiter que ahora está oculto bajo el resplandor de las estrellas. En comparación, Elias 2-24 b orbita unas 10 veces más lejos de su estrella.

Esta sensibilidad podría ayudar a los astrónomos a descubrir más planetas durante sus primeras etapas de formación y cerrar una de las mayores lagunas de observación en la ciencia de los exoplanetas.

“Esto es sólo el comienzo de una nueva era de descubrimientos”, dijo Cieza. “Es increíble que con la tecnología moderna podamos ver la formación de planetas en acción, y los romanos llevarán la búsqueda de planetas al siguiente nivel”.