Se ha encontrado un planeta desconcertantemente masivo que orbita alrededor de una pequeña estrella

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Los astrónomos están poniendo en duda las teorías de formación de planetas después de descubrir un exoplaneta que técnicamente no debería existir.

El planeta, que tiene aproximadamente la masa de Neptuno y más de 13 veces la masa de la Tierra, fue descubierto orbitando una estrella enana M ultrafría llamada LHS 3154, que es nueve veces menos masiva que nuestro Sol. Una estrella enana M es el tipo de estrella más pequeña y masiva.

El planeta, llamado LHS 3154b, orbita muy cerca de la estrella, completando una órbita cada 3,7 días terrestres, lo que lo convierte en el planeta más masivo conocido en órbita cercana alrededor de una de las estrellas de baja masa más frías del universo, según un nuevo estudio. Un estudio publicado el jueves en la revista Ciencias. Cambia radicalmente la forma en que los científicos entienden la formación de los sistemas planetarios.

«Este descubrimiento pone de relieve lo poco que sabemos sobre el universo», dijo en un comunicado el coautor del estudio Suvrath Mahadevan, profesor de astronomía y astrofísica en Penn State. «No esperábamos un planeta tan masivo alrededor de una estrella de baja masa».

forma de estrella A partir de grandes nubes de gas y polvo, el material restante forma un disco alrededor de la estrella donde posteriormente nacerán los planetas. La cantidad de material dentro de los discos que rodean a las estrellas determina la masa de los planetas que se forman a su alrededor. El material del disco depende en gran medida de la masa de la estrella.

Por ejemplo, las pequeñas estrellas enanas de tipo M son más comunes en toda la Vía Láctea y generalmente están orbitadas por pequeños planetas rocosos, en lugar de planetas gaseosos gigantes.

«No se espera que el disco de formación de planetas alrededor de la estrella de baja masa LHS 3154 tenga suficiente masa sólida para formar este planeta», dijo Mahadevan. «Pero existe, por lo que ahora necesitamos reconsiderar nuestra comprensión de cómo se forman los planetas y las estrellas».

El planeta orbita una estrella a unos 51 años luz del Sol y fue descubierto utilizando el Buscador de Planetas de Zona Habitable, o HPF, montado en el Telescopio Hobby-Eberly en el Observatorio McDonald en Texas.

Un equipo de científicos dirigido por Mahadevan construyó el HPF, que está diseñado para detectar planetas que orbitan dentro de la zona habitable de estrellas jóvenes y frías. La zona habitable es la distancia apropiada de una estrella donde un planeta es lo suficientemente cálido como para soportar la presencia de agua líquida en su superficie y posiblemente sustentar vida.

La temperatura superficial más baja de las estrellas jóvenes significa que los planetas pueden orbitar mucho más cerca y aún retener elementos frágiles como el agua en sus superficies. A medida que los planetas orbitan cerca de sus estrellas, la fuerza gravitacional entre ambos objetos crea una oscilación notable que HPF puede detectar en luz infrarroja.

«Piensa en ello como si una estrella fuera una fogata. Cuanto más frío se vuelve el fuego, más cerca estás de ese fuego para mantenerte caliente», dijo Mahadevan. «Lo mismo ocurre con los planetas. Si la estrella es más fría, el planeta necesitará estar más cerca de esa estrella para que esté lo suficientemente caliente como para contener agua líquida. Si un planeta tiene una órbita lo suficientemente cercana a su estrella ultrafría, podemos detectarlo viendo un cambio muy leve en el color o la luz del espectro de la estrella mientras es arrastrada por un planeta en órbita.

Basándose en modelos y análisis, el equipo de investigación cree que el planeta tiene un núcleo pesado que requeriría más material sólido en el disco de formación del planeta que el que había alrededor de la estrella, según la coautora del estudio Megan Delamere, estudiante de posgrado en astronomía. En Pensilvania.

Los investigadores estiman que la cantidad de polvo en el disco debe ser al menos diez veces mayor que la que normalmente se encuentra en los discos alrededor de estrellas de baja masa.

«Nuestras teorías actuales sobre la formación planetaria tienen dificultades para explicar lo que vemos», dijo Delamere en un comunicado. «Según el trabajo de investigación actual que utiliza HPF y otros instrumentos, un objeto como el que descubrimos probablemente sea extremadamente raro, por lo que su descubrimiento fue realmente emocionante».

Se han encontrado algunos planetas masivos orbitando estrellas de baja masa, como nuestro planeta. El planeta GJ 3512 b fue descubierto en 2019Pero sus períodos orbitales son mucho más largos y los planetas no orbitan tan cerca de sus estrellas.

«Lo que descubrimos proporciona un caso de prueba extremo para todas las teorías existentes sobre la formación de planetas», dijo Mahadevan. «Esto es exactamente para lo que construimos el HPF: descubrir cómo las estrellas más comunes en nuestra galaxia forman planetas y encontrar esos planetas».