26 Sep Elias 2-24 b, el planeta más joven conocido

Al analizar observaciones archivadas del Observatorio Keck, los astrónomos han confirmado la existencia del planeta más joven conocido hasta la fecha.

Este planeta recién nacido, llamado Elias 2-24 b, es un mundo de menos de un millón de años que todavía gira dentro de su disco natal de polvo y gas.

«A nuestros modelos de formación planetaria ya les costaba explicar los anteriores récords de juventud: un empate entre cuatro planetas (dos que orbitan la estrella PDS 70 y dos que orbitan WISPIT 2), todos con más de cinco millones de años», dice Lucas Cieza, profesor del Instituto de Estudios Astrofísicos de Chile. «Elias 2-24 b nos demuestra que incluso a nuestros mejores modelos de formación planetaria todavía les faltan algunos procesos importantes».

Examinando las observaciones del Keck

Un equipo dirigido por Andrea Bernardi, estudiante de doctorado en la Universidad Diego Portales de Chile, examinó observaciones archivadas de siete estrellas, realizadas con el coronógrafo del Observatorio W. M. Keck en Hawái.

Cada una de esas estrellas tiene un disco de escombros repleto de polvo, gas y fragmentos de hielo y roca. Las estructuras y los huecos de esos discos sugieren que podrían estar formándose planetas a su alrededor.

Con el coronógrafo bloqueando la luz de las estrellas anfitrionas, los astrónomos buscaron planetas más tenues que las orbitan y que podrían estar incrustados en los polvorientos discos.

La observación de Elias 2-24 b permite estudiar un planeta recién formado mientras todavía permanece en su disco natal.

«Los planetas deberían encontrarse dentro de los huecos, porque son ellos quienes los van abriendo», dice Bernardi. «Y ahí es exactamente donde encontramos Elias 2-24 b».

El planeta que orbita la estrella Elias 2-24 tiene una masa similar a la de Júpiter, y la estrella se encuentra a unos 450 años luz de la Tierra.

Estudiar este sistema ofrece a los científicos una especie de máquina del tiempo para explorar cómo pudo haber sido nuestro propio sistema planetario hace miles de millones de años.

Por su edad, Elias 2-24 b es el planeta más joven conocido y brinda una oportunidad excepcional para observar las primeras etapas de la formación planetaria.

Un planeta joven oculto entre gas y polvo

Las estrellas nacen envueltas en bruma, dentro de nubes de gas y polvo que giran. Los planetas en órbita se forman a partir del material sobrante, que se aglomera y poco a poco va abriendo un camino alrededor de la estrella.

Sin embargo, es difícil estudiar las primeras etapas de un exoplaneta porque está oculto por todo ese polvo. El polvo dificulta encontrar planetas jóvenes, incluidos los que podrían convertirse en el planeta más joven conocido en futuras observaciones.

La mayoría de los exoplanetas descubiertos hasta ahora se han detectado mediante tránsitos, que ocurren cuando un planeta pasa por delante de su estrella y reduce temporalmente la cantidad de luz que recibimos.

Es difícil detectar esos tránsitos cuando los planetas todavía están profundamente enterrados en el polvo o cuando orbitan lejos de la estrella.

Por eso, una gran mayoría de los 6.000 exoplanetas confirmados actualmente tienen miles de millones de años y orbitan muy cerca de sus estrellas.

Perfeccionando los modelos de formación planetaria

Los modelos actuales de formación planetaria se basan en una combinación de teorías y simulaciones complejas, además de observaciones de estrellas jóvenes con discos en los que todavía no se puede detectar la presencia de planetas.

Encontrar y estudiar más planetas recién nacidos como Elias 2-24 b ayudará a los astrónomos a perfeccionar esos modelos y a comprender cómo se forma un planeta extremadamente joven.

«La galaxia produce estrellas y planetas nuevos continuamente, así que hay muchos en cada etapa de su evolución», dice Cieza. «En teoría, eso significa que podemos observar todo el proceso, pero existe una gran brecha en lo que la mayoría de los telescopios pueden detectar. Ahora mismo, estos planetas recién nacidos se nos escapan casi por completo».

Resolviendo el misterio

La confirmación con datos de Keck resuelve un misterio que ha desconcertado a los astrónomos durante una década.

Hace unos diez años, las observaciones de ALMA (el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, en Chile) mostraron un hueco en el polvoriento disco de la estrella joven.

Más tarde, el VLT (Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral, también en Chile) detectó un tenue punto de luz en ese hueco.

Los astrónomos debatieron si podía tratarse de un planeta. Según las teorías de formación planetaria, esos huecos aparecen demasiado pronto y demasiado lejos de sus estrellas para que ya se hayan formado planetas.

Los modelos actuales predicen que se necesitan unos cinco millones de años para formar un planeta del tamaño de Júpiter a la distancia de Júpiter respecto del Sol (algo más de cinco veces la distancia entre la Tierra y el Sol), y todavía más tiempo a distancias mayores.

Sin embargo, el punto luminoso detectado estaba 55 veces más lejos de su estrella que la Tierra del Sol y ya se comportaba como un planeta en formación. Elias 2-24 b desafía esas predicciones al ser el planeta más joven conocido y encontrarse tan lejos de su estrella.

Combinando observaciones

Por eso, el equipo de Bernardi buscó de nuevo ese mismo pequeño punto de luz en el Archivo del Observatorio Keck, y lo encontró en observaciones de 2018 y 2020.

El equipo combinó las observaciones para analizar cómo se había movido con el tiempo y descubrió que se comportaba más como un planeta que como un defecto de imagen o una estrella de fondo. Así, confirmó que se trataba de Elias 2-24 b, el planeta más joven conocido.

«Por lo general, oímos hablar de telescopios que trabajan por separado, pero esta confirmación solo fue posible al combinar las observaciones de varios telescopios», dice 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 Nancy Grace Roman de la NASA, este tipo de detecciones debería ser más fácil».

El comienzo de una nueva era

El telescopio espacial Nancy Grace Roman, que se lanzó el 30 de agosto, cuenta con un coronógrafo aún más potente y puede detectar planetas que son mucho más difíciles de observar con otros telescopios.

Aplicando la misma técnica, Roman podría encontrar planetas en órbitas mucho más pequeñas, incluidos auténticos análogos de Júpiter, que actualmente son imposibles de ver debido al resplandor de sus estrellas.

Elias 2-24 b, por contraste, se encuentra unas diez veces más lejos de su estrella anfitriona.

«Esto es solo el comienzo de una nueva era de descubrimientos», dice Cieza. «Es increíble que, gracias a la tecnología moderna, podamos observar la formación de planetas en acción. Roman llevará la búsqueda de planetas al siguiente nivel».

Fuente: Newfound ‘Baby’ Planet Smashes Record for Youngest Known World