Durante una década, los astrónomos han estado debatiendo si un planeta se estaba formando en el disco de polvo que rodea a Elias 2-24, una joven estrella que está a unos 450 años luz de la Tierra. El primer indicio fue una brecha en el disco, detectada por el Observatorio ALMA ubicado en Chile, y la posterior detección por el Observatorio Europeo del Sur de un débil punto de luz en esa brecha.
Sin embargo, había un problema. Según los modelos de formación de planetas, para que se forme un planeta del tamaño de Júpiter, a la distancia que está Júpiter respecto del Sol, se requieren unos 5 millones de años. Cuanto más lejos esté un planeta de su estrella, tanto más tiempo le lleva crecer. Pero este punto brillante estaba unas 11 veces más lejos de Elias 2-24 de lo que lo está Júpiter del sol, y ya se comportaba como un planeta en formación.
Un estudio que se publicó el miércoles en The Astrophysical Journal Letters finalmente confirmó que de hecho ese punto es un planeta del tamaño de Júpiter, y eso pone patas arriba los modelos actuales de formación de planetas. Elias 2-24 b, el nombre que se le dio al planeta, es el más joven que se haya descubierto hasta ahora con menos de un millón de años. Sigue creciendo dentro de un disco natal de polvo y gas, pero ha crecido mucho más de lo que sugiere la teoría.
“Nuestros modelos de formación de planetas ya enfrentaban problemas para explicar a los planetas más jóvenes que conocíamos y que tenían el récord de formación con un empate entre dos planetas que orbitan en torno a la estrella PDS70 y dos planetas que orbitan en torno a la estrella WISPIT 2, todos de más de 5 millones de años”, declaró el coautor del trabajo Lucas Cieza, profesor del Instituto de Estudios Astrofísicos de Chile. “Elias 2-24 b nos muestra que hasta los mejores modelos de formación de planetas han pasado por alto algunos procesos importantes”.
Un planeta enigmático
Cieza formó parte del equipo de investigadores liderado por Andrea Bernardi, que recibiría el doctorado de la Universidad Diego Portales de Chile, y que analizó las observaciones de archivo de siete estrellas entre las que se cuenta Elias 2-24 y efectuadas por el Observatorio W. M. Keck de Hawái. Hallaron el misterioso punto de luz en las observaciones efectuadas entre 2018 y 2020 y las combinaron para estudiar su movimiento a lo largo del tiempo.
Con eso, hallaron que el punto se comportaba más como planeta en formación que como defecto de imagen o estrella en el fondo. Los investigadores saben que tiene que ser muy joven porque en estudios anteriores se encontró evidencia de que su estrella tiene menos de un millón de años. Uno de estos estudios calculaba que Elias 2-24 solo tiene 400.000 años en tanto que el otro incluso sugería que era más joven, con unos 200.000 años. Esta estrella también tiene una tasa de acreción particularmente elevada, por lo que sigue creciendo.
Por eso los autores de este nuevo estudio creen que Elias 2-24 b tiene menos de un millón de años, pero el modelo de su tamaño hace que supongan que tiene un millón. Determinaron que el planeta podría ser entre 2 y 14 veces más grande que Júpiter, pero como está envuelto en una densa nube de gas y polvo y sigue creciendo, no hay certezas sobre su masa exacta.
La idea de que un planeta ubicado tan lejos de su estrella pueda crecer tan rápido resulta muy intrigante. Elias 2-24 b ahora servirá como laboratorio natural para que los investigadores estudien las primeras etapas de formación de planetas y reajusten sus modelos.
“Este planeta es una joya rara y está pasando por una etapa de su evolución para la que los modelos teóricos no tienen capacidad como para predecir de manera confiable su masa, entropía y luminosidad esperada”, declaró Alice Zurlo, coautora del trabajo y profesora en la Universidad Diego Portales. “El sistema nos brindará datos clave cuando podamos determinar su masa dinámica y nos ayudará a refinar y recalibrar los modelos evolutivos de los planetas jóvenes”.
A la caza de más planetas jóvenes
Como los planetas nacen en la niebla de material que rodea a las estrellas jóvenes, es muy difícil estudiar la etapa de recién nacido de un exoplaneta. El lecho en el que se encontró a Elías 2-24 b es asombroso, y su descubrimiento muestra el valor que tiene la combinación de observaciones de varios telescopios.
“Por lo general se habla de telescopios que funcionan de manera independiente, pero esta confirmación sólo fue posible al usar varios telescopios al mismo tiempo”, dijo Bernardi. “Elias 2-244 b está en el límite de lo que pueden detectar los telescopios actuales pero con instrumentos nuevos como el telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA esas detecciones tendrían que ser más fáciles.
“Resulta increíble que con la tecnología moderna podamos ver planetas en formación en acción, y el Roman llevará la caza de planetas al próximo nivel”, dijo Cieza.
