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| Representación artística de la posible vista desde LHS 3154b hacia su estrella anfitriona de baja masa. Dada su gran masa, LHS 3154b probablemente tenga una composición similar a Neptuno. Crédito: Penn State |
El descubrimiento de un planeta demasiado masivo para su sol pone en tela de juicio lo que se sabía hasta ahora sobre la formación de los planetas y sus sistemas solares, según investigadores de Penn State.
En un artículo publicado en la revista Science, los investigadores informan del descubrimiento de un planeta más de 13 veces más masivo que la Tierra orbitando la estrella "ultrafría" LHS 3154, que a su vez es nueve veces menos masiva que el Sol. La relación de masas del planeta recién descubierto con su estrella anfitriona es más de 100 veces superior a la de la Tierra y el Sol.
El hallazgo revela el planeta más masivo conocido en una órbita cercana alrededor de una estrella enana ultrafría, las estrellas menos masivas y más frías del universo. El descubrimiento va en contra de lo que predicen las teorías actuales sobre la formación de planetas alrededor de estrellas pequeñas y es la primera vez que se observa un planeta con una masa tan elevada orbitando alrededor de una estrella de tan baja masa.
Los investigadores descubrieron el planeta de gran tamaño, llamado LHS 3154b, utilizando un espectrógrafo astronómico construido en Penn State por un equipo de científicos dirigido por Mahadevan. El instrumento, denominado Buscador de Planetas de la Zona Habitable (HPF, por sus siglas en inglés), fue diseñado para detectar planetas que orbitan alrededor de las estrellas más frías fuera de nuestro sistema solar y que podrían tener agua líquida -un ingrediente clave para la vida- en su superficie.
Aunque es muy difícil detectar este tipo de planetas alrededor de estrellas como nuestro Sol, la baja temperatura de las estrellas ultrafrías significa que los planetas capaces de tener agua líquida en su superficie están mucho más cerca de su estrella que la Tierra y el Sol. Esta menor distancia entre estos planetas y sus estrellas, combinada con la baja masa de las estrellas ultrafrías, da lugar a una señal detectable que anuncia la presencia del planeta, explicó Mahadevan.
Situado en el telescopio Hobby-Eberly del Observatorio McDonald de Texas, el HPF proporciona algunas de las mediciones de mayor precisión realizadas hasta la fecha de este tipo de señales infrarrojas procedentes de estrellas cercanas.
El instrumento ya ha proporcionado información crítica para el descubrimiento y la confirmación de nuevos planetas, explicó Stefánsson, pero el descubrimiento del planeta LHS 3154b superó todas las expectativas.
"Basándonos en los estudios actuales con el HPF y otros instrumentos, es probable que un objeto como el que hemos descubierto sea extremadamente raro, por lo que detectarlo ha sido realmente emocionante", afirma Megan Delamer, estudiante de posgrado de astronomía en Penn State y coautora del artículo. "Nuestras teorías actuales sobre la formación de planetas tienen problemas para dar cuenta de lo que estamos viendo".
En el caso del planeta masivo descubierto en órbita alrededor de la estrella LHS 3154, el núcleo planetario pesado inferido por las mediciones del equipo requeriría una mayor cantidad de material sólido en el disco de formación de planetas de lo que los modelos actuales predecirían, explicó Delamer.
El hallazgo también pone en tela de juicio los conocimientos previos sobre la formación de estrellas, ya que la relación polvo-masa y polvo-gas del disco que rodea a estrellas como LHS 3154 -cuando eran jóvenes y recién formadas- tendría que ser 10 veces superior a la observada para formar un planeta tan masivo como el descubierto por el equipo.
"Lo que hemos descubierto supone una prueba extrema para todas las teorías existentes sobre la formación de planetas", afirma Mahadevan. "Esto es exactamente para lo que construimos HPF, para descubrir cómo las estrellas más comunes de nuestra galaxia forman planetas, y para encontrar esos planetas".
Fuentes, créditos y referencias:
Frédéric Masset, A low-mass star with a large-mass planet, Science (2023). DOI: 10.1126/science.adl3365 , www.science.org/doi/10.1126/science.adl3365