Un estudio con participación española revela que los planetas gaseosos del sistema V1298 Tau han alcanzado su tamaño final tan solo 20 millones de años después de su formación. El hallazgo desafía los modelos actuales de formación y evolución planetaria para este tipo de objetos astronómicos.
V1298 Tau, una estrella de tipo solar con apenas 20 millones de años, tiene al menos dos planetas con la masa y el tamaño de Júpiter, en contradicción con todas las teorías actuales que predicen que los planetas jóvenes gaseosos deberían tener tamaños varias veces superiores a lo observado.
Así lo asegura el trabajo de un equipo internacional de científicos, que ha contado con la participación del Centro de Astrobiología (CSIC- INTA) y el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), entre otros organismos.
El grupo ha medido por primera vez las masas de dos planetas gigantes gaseosos en una etapa muy temprana de su evolución, y los resultados han sido publicados en la revista Nature Astronomy.
El estudio, liderado por Alejandro Suárez Mascareño (IAC), ha empleado la técnica de medidas precisas de velocidad radial de la estrella V1298 Tau, en la región del Toro y con una edad de 20 millones de años (225 veces más joven que el sistema solar), para determinar que los dos planetas con radios jovianos en el sistema tienen masas iguales a la de Júpiter (el mayor planeta).
Este resultado rompe con todas las teorías de formación y evolución planetaria que predicen tamaños mucho mayores para estos jóvenes planetas gaseosos.
Los planetas V1298 Tau b y e, originalmente descubiertos por un equipo norteamericano empleando datos de la misión espacial Kepler de la NASA, tienen radios como el de Júpiter. Para medir las masas planetarias ha sido necesario separar las señales pequeñas generadas por los planetas de la huella estelar, que es casi diez veces mayor.
“La caracterización de planetas muy jóvenes es extraordinariamente difícil”, comenta Suárez Mascareño. “Las estrellas de corta edad presentan niveles de actividad muy altos; solo con técnicas avanzadas de análisis es posible extraer la información planetaria”, añade el investigador.
Las medidas de velocidad radial obtenidas con los instrumentos CARMENES —en el telescopio de 3.5 m de diámetro en el Observatorio de Calar Alto en Almería—, HARPS-N y HERMES —en los telescopios TNG y Mercator, ambos en el Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla de La Palma—, y STELLA SES —en el Observatorio del Teide en Tenerife— confirman masas similares a la de Júpiter para los planetas de tamaño joviano V1298 Tau b y V1298 Tau e, a pesar de sus escasos 20 millones de años de edad.
“Los modelos teóricos han dictado siempre que los planetas gigantes comienzan su evolución siendo cuerpos mucho más grandes que Júpiter, para más tarde contraerse a lo largo de cientos o incluso miles de millones de años”, explica otro de los autores, Víctor J. Sánchez Béjar (IAC).
El estudio detallado de los sistemas planetarios jóvenes es crucial para comprender la infancia de nuestro sistema solar.
Los nuevos resultados apuntan a que la contracción planetaria es un fenómeno rápido y no lento, como se creía, y que los planetas tan masivos como Júpiter alcanzan su volumen y densidad finales en menos de 20 millones de años.
“Todavía no sabemos si V1298 Tau es un caso normal y su evolución es similar a la de la mayoría de planetas o si nos encontramos ante un caso excepcional; si este fuese el escenario normal, significaría que la evolución de planetas como Júpiter y Saturno podría haber sido muy diferente de la que pensamos”, comenta Nicolas Lodieu, investigador del IAC y también coautor del trabajo.
“Solo analizando sistemas de distintas edades, desde los más jóvenes a tan viejos como el sistema solar, podremos conocer la evolución y la migración planetaria de manera independiente a la teoría”, concluye otra de las autoras, María Rosa Zapatero Osorio (CSIC-INTA).
Referencia:
Suárez, Béjar, et al. "Rapid contraction of giant planets orbiting the 20 million-years old star V1298", Nature Astronomy, 2021.
Científicos españoles han participado en este estudio aportando datos clave sobre la naturaleza de uno de estos peculiares eventos, llamado AT 2021hdr. Con la intención de comprender mejor el sistema y optimizar sus modelos, planean continuar las observaciones, al tiempo que analizan la galaxia donde se encuentra.
Gracias a datos del telescopio JWST y el Observatorio de rayos X Chandra, un equipo científico ha identificado un agujero negro supermasivo que consume materia a un ritmo extraordinario, desafiando los límites teóricos. Este hallazgo podría ofrecer claves sobre el rápido crecimiento de estos objetos en los primeros mil millones de años del universo.
