Puede que no sean planetas.
Al menos, no como pensábamos que eran.
El telescopio espacial James Webb quitó las capas del sistema HR 8790 y encontró algo desordenado. Mundos enormes, de cinco a diez veces la masa de Júpiter, flotan en el frío.
La teoría clásica decía que esto no debería suceder.
El debate sobre la formación
¿Cómo se hace un monstruo como Júpiter?
Hay dos campos. Un lado aboga por la acreción del núcleo: la roca y el hielo se desprenden, acumulando polvo en un disco hasta que la gravedad es lo suficientemente fuerte como para aspirar gas. Lento. Gradual. Desordenado.
El otro lado apuesta por la inestabilidad gravitacional. Un trozo del disco colapsa sobre sí mismo. Rápido. Caótico. Más parecido a cómo nacen las estrellas que los planetas.
Las enanas marrones se encuentran en el área gris entre las dos.
Las llamamos “estrellas fallidas”. Son demasiado ligeros para provocar la fusión del hidrógeno, pero tampoco son planetas. La línea siempre ha sido borrosa.
Todo se reduce a la masa. Las estrellas fusionan hidrógeno. Las enanas marrones fusionan deuterio (sólo por un momento). Los gigantes gaseosos no hacen nada. Simplemente se sientan ahí y se enfrían.
¿Pero dónde exactamente trazas la línea? ¿13 masas de Júpiter? 80?
Los astrónomos han argumentado esto durante décadas.
Los sistemas HR 8799 rompieron sus modelos. Sus cuatro planetas orbitan lejos de su estrella, a entre 15 y 70 veces la distancia Tierra-Sol. La teoría de la acreción del núcleo afirmaba que los planetas tan lejanos no deberían formarse. No hubo suficiente tiempo. El disco de gas habría sido arrastrado por la joven estrella mucho antes de que tales gigantes pudieran acumular suficiente masa.
Mirando la suciedad
Entonces el equipo de UC San Diego buscó pistas en las atmósferas.
Espectroscopia. Analizando la luz.
Antes de Webb, los telescopios terrestres observaban el agua y el monóxido de carbono. Buenos marcadores, pero orígenes ambiguos. No se puede saber si esas moléculas se formaron con el planeta o si flotaron desde otro lugar.
El equipo cambió de objetivo. Miraron el azufre.
El azufre es un elemento refractario. Permanece sólido en el polvo caliente del disco protoplanetario. Si la atmósfera de un gigante gaseoso tiene azufre, es probable que ese gigante gaseoso se haya comido un núcleo sólido. Apunta directamente a la acumulación de núcleos.
No colapso gravitacional.
Jean-Baptiste Ruffio de UC San Diego no sólo miró; tuvo que inventar nuevos métodos de análisis. Los planetas eran 10.000.000 más oscuros que su anfitrión. El ruido fue ensordecedor. Se lo quitó.
¿Qué encontraron?
Sulfuro de hidrógeno.
Y muchos elementos pesados: carbono, oxígeno, azufre. Estos planetas están “enriquecidos”. Contienen más metales que su estrella madre. Las estrellas no funcionan de esa manera. Las enanas marrones, que se forman a partir del colapso de nubes como las estrellas, suelen reflejar la composición química de sus padres. Estos objetos no lo hicieron.
Ellos mismos se construyeron.
“El HR 8799 probablemente se formó de manera similar a Júpiter a pesar de ser entre cinco y diez veces más masivo”. — Jean-Baptiste Ruffia
Rompiendo el techo
Se están quemando viejos libros de texto.
O al menos revisado en gran medida.
Quinn Konopacky, profesora de astronomía involucrada en el estudio, lo expresó sin rodeos.
¿Los modelos más antiguos? Anticuado.
Estamos estudiando nuevos marcos en los que planetas masivos forman núcleos sólidos increíblemente lejos de su sol madre. Cambia por completo la geografía de la formación de planetas.
Esto tiene sentido si recordamos que el sistema HR 87 tiene sólo 30 millones de años. Es un niño en comparación con nuestro sistema solar de 4.600 millones de años. El calor aún irradia desde la formación.
Pero quedan preguntas.
Porque aquí está la incómoda verdad.
Estas son cosas enormes. Los candidatos a exoplanetas más grandes que tenemos flotan en una extraña tierra de nadie.
¿Qué es un planeta?
¿Puedes tener 20 Júpiter? 30?
En algún momento, la masa aumenta tanto que la distinción entre “planeta formado por acreción” y “estrella fallida formada por colapso” se desvanece. Todavía no sabemos dónde se mueve ese interruptor.
Los sistemas HR 87 demostraron que los planetas gigantes pueden formarse mediante acreción de núcleos en los suburbios oscuros.
Eso deja el límite superior completamente abierto.
Encontramos una respuesta. Simplemente planteó una pregunta más grande y más silenciosa.
