Un equipo de astrónomos identificó tres grandes planetas gaseosos orbitando una joven estrella, los cuales se suman a un planeta previamente reconocido, llevando el sistema planetario a cuatro. El hallazgo plantea una serie incógnitas que desafían los modelos de formación planetaria.

La estrella, conocida como CI Tau, tiene “sólo” dos millones de años, lo que significa que todavía está cerca del comienzo de su ciclo de vida. Al igual que otras estrellas jóvenes, está rodeada por un vasto anillo de polvo y hielo, conocido como disco protoplanetario, en el que se forman planetas, lunas, asteroides y otros objetos astronómicos.

El sistema CI Tau, ubicado a unos 500 años luz de distancia, llamó la atención de los científicos en el año 2016 cuando se identificó a CI Tau b, un descomunal planeta con una masa diez veces mayor que la de júpiter, orbitando extremadamente cerca de la estrella, tan cerca que completa una órbita cada nueve días.

Una explicación a su existencia

Este descubrimiento fue el primer ejemplo de un “Júpiter caliente”, grandes planetas gaseosos cuya cercanía a su estrella anfitriona resulta en temperaturas de superficie increíblemente altas, orbitando a una estrella tan joven.

El sistema estelar CI Tau alberga descomunales planetas que difieren ampliamente en sus órbitas.

La existencia de estos planetas ha desconcertado a los astrónomos durante mucho tiempo porque según los modelos actuales de formación planetaria, estos “júpiter calientes” no deberían existir.

Esto se debe a que los gigantes gaseosos no pueden formarse tan cerca de su estrella anfitriona: la gravedad, la radiación y los vientos estelares evitan que el gas se una. Sin embargo, no sólo existen, sino que ven en órbita alrededor del 1 por ciento de las estrellas.

Una explicación de su existencia es que los Júpiter calientes comienzan a formarse mucho más lejos de la estrella y luego migran hacia el interior, pero la escala de tiempo estimada para esto es de cientos de millones de años.

El hallazgo se realizó utilizando el observatorio ALMA (Matriz milímetrica / submilimetro de Atacama), una red de radiotelescopios en los Andes chilenos.

Por esta razón, es que la presencia de un Júpiter caliente alrededor de una estrella de dos millones de años, como es el caso de CI Tau, resulta tan desconcertante.

Nuevos hallazgos

A fin de estudiar este caso, los investigadores utilizaron el observatorio ALMA (Matriz milímetrica / submilimetro de Atacama), una red de radiotelescopios en los Andes chilenos, en búsqueda de otros planetas.

El equipo identificó tres brechas en el disco protoplanetario, que según el modelo teórico, fueron causadas ​​por tres planetas gigantes de gas que orbitan la estrella, además del ya conocido Júpiter caliente.

Estos cuatro planetas tienen un rango de masas que van desde la masa de Saturno, hasta 10 veces la de Júpiter, y tienen órbitas muy diferentes.

El más cercano es el Júpiter caliente, cuya distancia de desaparición de su estrella es menor que la distancia entre mercurio y nuestro Sol; mientras que el planetas más lejano órbita a una distancia tres veces mayor que la de Neptuno.

Más interrogantes

Los miembros del equipo de estudio dijeron que los astrónomos nunca habían visto cuatro planetas gigantes gaseosos alrededor de una estrella tan joven. De hecho, no está claro cómo los dos planetas más externos pudieron tomar forma.

Los llamados “Júpiter caliente” son grandes planetas gaseosos cuya cercanía a su estrella anfitriona resulta en temperaturas de superficie increíblemente altas.

Al respecto, la investigadora Cathie Clarke, del Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge y autora principal del estudio, explicó:

“Se supone que los planetas de masa comparable a la de Saturno se forman al acumular primero un núcleo sólido y luego jalar una capa de gas en la parte superior, pero estos procesos son muy lentos a grandes distancias de la estrella. La mayoría de los modelos lucharán por explicar la formación de planetas de esta masa a esta distancia”.

Tampoco está claro si los tres planetas recién detectados ayudaron a empujar al Júpiter caliente y llevarlo a su posición actual, y si este proceso es común entre los Júpiter calientes.

Los investigadores señalan que su próximo paso será utilizar múltiples longitudes de onda para estudiar este enigmático sistema con mayor detalle, a fin de aprender más sobre la estrella, su disco y sus planetas, y tal vez encontrar evidencia que sugiera confirmar o replantear los modelos de formación planetaria actuales.

Referencia: High-resolution Millimeter Imaging of the CI Tau Protoplanetary Disk: A Massive Ensemble of Protoplanets from 0.1 to 100 au. The Astrophysical Journal Letters, 2018. https://doi.org/10.3847/2041-8213/aae36b

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