Un equipo internacional, con participación de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), confirmó la presencia de un planeta en formación cuya masa sería entre cuatro y cinco veces superior a la de Júpiter, el cuerpo planetario más grande del Sistema Solar.
El objeto, denominado protoplaneta debido a que todavía se encuentra en una etapa temprana de desarrollo, está localizado dentro del disco de gas y polvo que rodea a la estrella J16120, a aproximadamente 430 años luz de la Tierra.
La investigación fue encabezada por Anibal Sierra Morales, especialista del Instituto de Astronomía de la UNAM (IA-UNAM) y primer autor del artículo científico. El hallazgo ofrece nuevas pistas sobre los mecanismos mediante los cuales se originan los planetas fuera del Sistema Solar.
¿Cómo descubrieron el planeta cuatro veces más masivo que Júpiter?
La presencia del planeta naciente fue identificada mediante el análisis del comportamiento del gas alrededor de la estrella J16120. En una región particular del disco, el material gaseoso gira más rápido de lo esperado por un lado, mientras que en el extremo opuesto se mueve a menor velocidad.
Justo en la frontera entre ambas zonas también aumenta la dispersión de velocidades, como si un objeto masivo estuviera revolviendo o perturbando el gas circundante.
De acuerdo con Sierra Morales, la explicación más consistente para este comportamiento es la existencia de un protoplaneta con una masa estimada de cuatro o cinco veces la de Júpiter. Esto no significa necesariamente que tenga cuatro veces su diámetro, sino que su cantidad de materia es considerablemente mayor.
El descubrimiento destaca porque constituye una de las primeras detecciones de un planeta en formación mediante el método conocido como ensanchamiento de líneas moleculares. Esta técnica permite estudiar los movimientos del gas y detectar alteraciones provocadas por cuerpos que aún no pueden observarse claramente de manera directa.
Las evidencias encontradas alrededor de J16120 coinciden con una predicción teórica publicada en 2019. En aquella investigación, realizada mediante simulaciones computacionales, se planteó cómo tendría que comportarse el gas de un disco si un planeta se estuviera formando en su interior.
Según ese modelo, la presencia del objeto produciría un exceso de turbulencia tanto en su ubicación exacta como a lo largo de su órbita. Las observaciones recientes detectaron un patrón semejante.
ALMA detectó las alteraciones en el disco de la estrella J16120
Las imágenes que hicieron posible el estudio fueron obtenidas en 2023 por el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un interferómetro instalado a aproximadamente cinco mil metros de altura en el desierto de Atacama, en el norte de Chile.
ALMA está integrado por 66 antenas o radiotelescopios capaces de trabajar de manera coordinada. Gracias a su sensibilidad, el observatorio ha estudiado miles de estrellas, discos de polvo y sistemas planetarios en distintas etapas de formación.
Después de obtener imágenes del disco alrededor de J16120, el equipo construyó un modelo computacional para representar cómo debería girar el gas si no existiera algún objeto que lo perturbara.
Los científicos compararon ese escenario ideal con la información recopilada por ALMA. Las diferencias revelaron desviaciones localizadas y estructuras extensas en el movimiento del gas, señales que apuntaron a la existencia de un planeta.
El investigador de la UNAM explicó que un solo píxel anómalo podría deberse a ruido o a algún error en las observaciones. Sin embargo, la detección de una estructura a gran escala reduce la posibilidad de que se trate de una simple casualidad.
Diferentes métodos respaldan la existencia del protoplaneta
Las alteraciones en la velocidad del gas no son la única evidencia disponible. El artículo científico señala que otros tres equipos de investigación detectaron, de manera independiente, distintas señales en la misma región del disco de J16120.
Entre los indicios identificados se encuentran:
- Un punto brillante en el infrarrojo.
- Emisión de hidrógeno alfa, asociada con procesos energéticos y acreción de material.
- Emisión de polvo en longitudes de onda milimétricas.
- Un incremento en la dispersión de velocidades del gas alrededor del posible planeta.
- Alteraciones que se extienden a lo largo de su órbita.
La coincidencia de varias observaciones independientes fortalece la hipótesis de que el objeto realmente está formándose dentro del disco. El planeta estaría ubicado a aproximadamente 32 unidades astronómicas del centro de su estrella.
Una unidad astronómica corresponde a la distancia promedio entre el Sol y la Tierra, equivalente a cerca de 150 millones de kilómetros. Como referencia, Neptuno se encuentra a unas 30 unidades astronómicas del Sol, por lo que el protoplaneta de J16120 orbita a una distancia comparable, aunque alrededor de otro astro.
Para Anibal Sierra, se trata de un caso poco común porque distintas técnicas e instrumentos han encontrado señales consistentes con la presencia del mismo objeto. Detectar directamente planetas en formación representa un desafío debido al polvo, el gas y la enorme distancia que separa estos sistemas de la Tierra.
Científicos buscarán nuevas pruebas sobre su formación
El equipo continuará estudiando este planeta colosal para conocer con mayor precisión sus características y comprobar cómo modifica el entorno en el que está naciendo.
Una de las siguientes líneas de investigación será determinar si el gas que rodea al protoplaneta presenta una temperatura superior a la del resto del disco. Para ello se realizarán nuevas observaciones con diferentes trazadores químicos.
Los especialistas también utilizarán información del instrumento SPHERE, instalado en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral. Los datos correspondientes llegarían a mediados de 2027 y podrían aportar nuevas evidencias sobre la masa, temperatura y propiedades del objeto.
En la investigación participan, además de la UNAM, instituciones como la University College London, la Universidad de Cambridge, las universidades de Florida, Michigan y Arizona, el Instituto Flatiron, la Universidad de Pekín y diversos centros científicos de Chile, Alemania e Italia.
También colaboran el Observatorio Europeo Austral y el Observatorio Conjunto ALMA. La participación de equipos de distintos países permitirá combinar modelos computacionales, observaciones infrarrojas y análisis de ondas milimétricas para reconstruir el proceso mediante el cual está surgiendo este nuevo mundo.
El hallazgo no solamente confirma la existencia de un planeta con varias veces la masa de Júpiter. También aporta una prueba observacional de que las perturbaciones en el gas pueden utilizarse para descubrir planetas jóvenes que todavía permanecen ocultos dentro de los discos donde nacen.
