Un planeta que no debería existir desafía la teoría de la formación planetaria
Un planeta gigante gira alrededor de una estrella pequeña, pero simplemente no debería existir; ¿qué puede decirnos sobre cómo se forman los planetas?
El descubrimiento de un planeta gigante orbitando una estrella diminuta está revolucionando la teoría actual sobre la formación planetaria. Un planeta así simplemente no debería existir, pero los astrónomos han identificado la inconfundible señal de un planeta gigante orbitando la pequeña estrella.
Un hallazgo emocionante
TOI-6894 es una pequeña enana roja, como muchas en nuestra galaxia, y tiene aproximadamente el 20% de la masa de nuestro Sol. No debería proporcionar las condiciones adecuadas para la formación y el alojamiento de un planeta tan grande, pero los astrónomos han encontrado la clara señal de un planeta gigante orbitando la pequeña estrella: TOI-6894b.
“Este descubrimiento me emocionó mucho”, explica el Dr. Edward Bryant, quien dirigió el trabajo en la Universidad de Warwick y en el Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard (MSSL) de la UCL. “No esperábamos que planetas como TOI-6894b pudieran formarse alrededor de estrellas de tan baja masa. Este descubrimiento será fundamental para comprender los extremos de la formación de planetas gigantes”.
El descubrimiento fue realizado por el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA y confirmado por el Very Large Telescope de ESO y los proyectos SPECULOOS y TRAPPIST.
“La señal de tránsito fue inequívoca en nuestros datos”, afirma el Dr. Khalid Barkaoui, investigador de los equipos SPECULOOS y TRAPPIST. “Nuestro análisis descartó todas las explicaciones alternativas: el único escenario viable era que esta diminuta estrella albergara un planeta del tamaño de Saturno, con un período orbital de poco más de tres días. Observaciones adicionales confirmaron que su masa es aproximadamente la mitad de la de Saturno. Se trata claramente de un planeta gigante”.
TOI-6894 es la estrella de menor masa en la que se ha descubierto un planeta gigante en tránsito hasta la fecha, y su tamaño es un 60 % mayor que el de la siguiente estrella más pequeña que alberga un planeta de este tipo.
“La mayoría de las estrellas de nuestra galaxia son en realidad estrellas pequeñas exactamente como esta, con masas bajas y que anteriormente se creía que no podían albergar planetas gigantes gaseosos. Por lo tanto, el hecho de que esta estrella albergue un planeta gigante tiene importantes implicaciones para el número total de planetas gigantes que estimamos que existen en nuestra galaxia”, afirma el Dr. Daniel Bayliss, profesor asociado de Warwick.
Desafiando las teorías actuales
El descubrimiento desafía la teoría de la acreción del núcleo, la teoría principal sobre la formación planetaria, que sugiere que un núcleo planetario se forma mediante la acumulación gradual de material. Una vez que alcanza la masa suficiente, el núcleo atrae gases para formar una atmósfera y luego experimenta una acreción descontrolada de gas para convertirse en un gigante gaseoso.
Sin embargo, según esta teoría, la formación de gigantes gaseosos es difícil alrededor de estrellas de baja masa; la cantidad de gas y polvo en un disco protoplanetario alrededor de la estrella es demasiado baja para permitir la formación de un núcleo lo suficientemente masivo y el proceso de descontrol.
“La existencia de TOI-6894b es difícil de conciliar con los modelos existentes. Ninguno puede explicar completamente cómo se formó”, afirma la Dra. Mathilde Timmermans, miembro del equipo SPECULOOS de la Universidad de Lieja cuando se realizó el descubrimiento. “Esto demuestra que nuestra comprensión es incompleta y subraya la necesidad de encontrar más planetas de este tipo”.
“Es un descubrimiento fascinante. ¡Realmente no entendemos cómo una estrella con tan poca masa puede formar un planeta tan masivo!”, añade el Dr. Vincent Van Eylen, del MSSL de la UCL. “Este es uno de los objetivos de la búsqueda de más exoplanetas. Al encontrar sistemas planetarios diferentes de nuestro sistema solar, podemos poner a prueba nuestros modelos y comprender mejor cómo se formó nuestro propio sistema solar”.
El Dr. Bryant cree que TOI-6894b podría haberse formado mediante un proceso intermedio de acreción del núcleo, en el que un protoplaneta se forma y acrecienta gas continuamente sin que el núcleo alcance la masa suficiente para una acreción descontrolada de gas, o debido a un disco gravitacionalmente inestable:
Sin embargo, ninguna teoría explica completamente la formación de TOI-6894b a partir de los datos disponibles, lo que significa que, por ahora, no se ha esclarecido cómo se formó este planeta gigante.
Análisis de la atmósfera
Un análisis atmosférico detallado podría revelar a los astrónomos cómo se formó TOI-6894b; al medir la distribución del material dentro del planeta, se puede determinar el tamaño y la estructura de su núcleo, lo que nos indica si TOI-6894b se formó mediante acreción o mediante un disco inestable.
Curiosamente, el planeta es inusualmente frío para ser un gigante gaseoso. La mayoría de los gigantes gaseosos son Júpiter calientes con temperaturas de entre 1000 y 2000 Kelvin; TOI-6894b tiene tan solo 420 Kelvin.
El profesor Amaury Triaud, de la Universidad de Birmingham y SPECULOOS, afirma: «Basándonos en la irradiación estelar de TOI-6894b, prevemos que la atmósfera está dominada por la química del metano, un compuesto muy difícil de identificar. Las temperaturas son lo suficientemente bajas como para que las observaciones atmosféricas incluso nos muestren amoníaco, lo que sería la primera vez que se encuentra en la atmósfera de un exoplaneta».
Triaud afirma que el planeta «probablemente representa un exoplaneta de referencia para el estudio de atmósferas dominadas por metano y el mejor 'laboratorio' para estudiar una atmósfera planetaria que contenga carbono, nitrógeno y oxígeno fuera del Sistema Solar».
Está previsto que el telescopio espacial James Webb (JWST), observe la atmósfera de TOI-6894b en los próximos 12 meses y podría ayudar a los astrónomos a determinar cuál de las posibles teorías puede explicar la formación de este planeta inesperado.
Referencia de la noticia:
A transiting giant planet in orbit around a 0.2-solar-mass host star, Nature Astronomy, June 2025. Bryant, E. M., et al.