Los astrónomos están desconcertados por la existencia de gigantes gaseosos masivos que orbitan alrededor de estrellas distantes, planetas tan grandes y de gran alcance que desafían las explicaciones convencionales de cómo se forman los planetas. Una nueva investigación, utilizando datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST), se ha centrado en tres de estos “súper Júpiter” ubicados a 130 años luz de distancia, revelando composiciones atmosféricas que desafían las teorías predominantes.
El rompecabezas de los gigantes distantes
Los planetas en cuestión orbitan alrededor de HR 8799, una estrella en la constelación de Pegaso, y tienen entre 5 y 10 veces la masa de Júpiter. Sus órbitas también son excepcionalmente amplias, abarcando entre 15 y 70 unidades astronómicas (UA), lo que significa que están entre 15 y 70 veces más lejos de su estrella que la Tierra del Sol.
El modelo estándar de formación de gigantes gaseosos, acreción de núcleos, sugiere que los planetas crecen a partir de grupos sólidos en un disco protoplanetario, acumulando gas gradualmente. A distancias tan grandes, este proceso debería ser demasiado lento: los discos se disipan antes de que estos mundos puedan reunir suficiente masa. Una alternativa, el colapso gravitacional (como se forman las enanas marrones), requeriría condiciones diferentes.
JWST revela firmas de azufre
Para distinguir entre estos escenarios, el equipo de investigación analizó las atmósferas de los tres planetas más internos de HR 8799, en busca de azufre, un elemento encerrado en granos sólidos durante la formación de los planetas. La detección de azufre indicaría acumulación de material sólido.
La alta sensibilidad del JWST permitió a los investigadores aislar señales planetarias débiles del resplandor de la estrella, revelando fuertes evidencias de sulfuro de hidrógeno en los planetas HR 8799 cyd, con un enriquecimiento de azufre similar en los tres. Esto sugiere que los planetas se formaron como Júpiter, a pesar de ser significativamente más masivos.
Eficiencia inesperada
El descubrimiento sorprende porque los planetas muestran altos niveles de elementos pesados (carbono, oxígeno y azufre) en comparación con su estrella, lo que implica una incorporación inusualmente eficiente de material sólido.
“No hay manera de que la formación planetaria sea tan eficiente”, señala el astrónomo Michael Meyer, destacando el enigma. Los datos sugieren que estos planetas se formaron rápidamente, desafiando las expectativas de ambientes fríos y distantes.
Implicaciones e investigaciones futuras
Los hallazgos plantean dudas sobre los límites de la acreción del núcleo y si el colapso gravitacional podría desempeñar un papel más importante de lo que se pensaba anteriormente en la formación de gigantes gaseosos masivos y distantes. Se necesita más investigación de otros sistemas para determinar si HR 8799 representa una anomalía o un fenómeno común.
“Es un enigma. Realmente nos quedamos con un misterio”, concluye Meyer, enfatizando la necesidad de realizar más investigaciones para desentrañar la formación de estos colosales exoplanetas.
