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Con ayuda del Telescopio Espacial James Webb (JWST), astrónomos investigaron un planeta extrasolar que podría ayudar a definir la formación distintiva entre planetas y estrellas. Este hallazgo, publicado en la revista Astrophysical Journal Letters, puede redefinir nuestros conocimientos sobre la formación de cuerpos celestes. El sujeto de estudio fue el exoplaneta 29 Cygni b, un gigante gaseoso situado a 133 años luz de la Tierra.
El telescopio James Webb de la NASA se utiliza frecuentemente para el estudio de planetas y estrellas, y su formación. En este caso, los astrónomos utilizaron la Cámara de Infrarrojo Cercano (NIRCam) para analizar el exoplaneta 29 Cygni b, un ejemplar que presenta una masa 15 veces mayor que la de Júpiter y está enriquecido con 150 veces más elementos pesados que la Tierra. Así, el estudio aporta, además, evidencia clave sobre los mecanismos de formación de mundos con masas extremas.
Cómo se forman las estrellas y los planetas
Los mecanismos de formación planetaria se dividen principalmente en dos procesos opuestos: el modelo de acreción del núcleo (ascendente) y el de inestabilidad de disco (descendente). En la acreción de núcleo, pequeños cúmulos de roca y hielo se unen gradualmente hasta formar un núcleo lo suficientemente masivo para atraer gas. Este proceso suele explicar la formación de planetas más pequeños. Por el contrario, la inestabilidad de disco propone que regiones densas de gas y polvo colapsan directamente debido a la gravedad, similar al nacimiento de una estrella. Este último parece ser el mecanismo asociado a los hallazgos del exoplaneta 29 Cygni b.
Los investigadores buscaron la luz absorbida por el dióxido de carbono y el monóxido de carbono para medir los elementos pesados en la atmósfera del planeta. Los datos revelaron que 29 Cygni b es aproximadamente 150 veces más rico en elementos pesados que la Tierra y mucho más rico que su propia estrella madre. Por lo tanto, estos resultados indican que el gigante gaseoso acumuló material enriquecido de su disco protoplanetario mediante un proceso ascendente, es decir, mediante acumulaciones de roca y hielo se unen gradualmente hasta formar un núcleo. Este proceso es similar al que siguen los planetas menores.
El telescopio James Webb y los planetas más masivos
Este descubrimiento es significativo porque contradice la teoría tradicional de que los objetos tan masivos nacen a partir del modelo inestabilidad de disco o descendente, o sea del colapso directo de nubes de gas, tal como se forman las estrellas. Además de eso, el equipo determinó que la órbita de 29 Cygni b está alineada con la rotación de su estrella. Este hecho confirma que el planeta se originó dentro del disco de polvo y gas que rodeaba a la estrella joven durante sus primeras etapas.
Características técnicas y composición atmosférica de 29 Cygni b
El exoplaneta 29 Cygni b se encuentra a una distancia promedio de su estrella de 2400 millones de kilómetros, una órbita comparable a la de Urano en nuestro sistema solar. A pesar de su antigüedad relativa, el planeta mantiene temperaturas de formación que oscilan entre los 530 y 1000 grados Celsius. Estas condiciones térmicas permiten que el JWST obtenga imágenes directas y precisas de su composición química atmosférica mediante espectroscopía infrarroja.
La misión forma parte de un programa más amplio que estudia cuatro exoplanetas con masas de entre una y quince veces la de Júpiter. Según los expertos, el análisis de estos mundos permitirá comprender si la captura voraz de metales es una característica común en los planetas más masivos de la Vía Láctea. En consecuencia, el programa continuará investigando si otros objetos masivos comparten esta firma química para establecer un nuevo estándar en la astronomía planetaria.
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