Los planetas rebeldes, u objetos de masa planetaria que flotan libremente (FFPMO, por sus siglas en inglés), son objetos del tamaño de un planeta que se formaron en el espacio interestelar o eran parte de un sistema planetario antes de que las perturbaciones gravitacionales los expulsaran.
Desde que se observaron por primera vez en el año 2000, los astrónomos han detectado cientos de candidatos que no están atados a ninguna estrella en particular y flotan a través del medio interestelar (ISM, por sus siglas en inglés) de nuestra galaxia. De hecho, algunos científicos estiman que podría haber hasta 2 billones de planetas rebeldes (o más) vagando por la Vía Láctea.
En noticias recientes, un equipo de astrónomos que trabaja con el Telescopio Espacial James Webb (JWST, por sus siglas en inglés) anunció el descubrimiento de seis candidatos a planetas rebeldes en un lugar improbable. Los planetas, que incluyen el planeta errante más ligero jamás identificado (con un disco de escombros a su alrededor), fueron descubiertos durante el estudio más profundo del Webb de la joven nebulosa NGC 1333, un cúmulo de formación estelar a unos mil años luz de distancia en la constelación de Perseo. Estos planetas podrían enseñar a los astrónomos mucho sobre el proceso de formación de estrellas y planetas.
El equipo estuvo dirigido por Adam Langeveld, un científico investigador asistente en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Johns Hopkins (JHU). El artículo que detalla los hallazgos del estudio ha sido aceptado para su publicación en The Astronomical Journal y actualmente está disponible en el servidor de preimpresión arXiv.
La mayoría de los planetas rebeldes detectados hasta la fecha se descubrieron utilizando microlente gravitacional, mientras que otros se detectaron mediante imágenes directas. El primer método se basa en «eventos de lente», donde la fuerza gravitacional de objetos masivos altera la curvatura del espacio-tiempo a su alrededor y amplifica la luz de objetos más distantes. El segundo consiste en detectar enanas marrones (objetos que se extienden a ambos lados de la línea entre planetas y estrellas) y planetas masivos directamente detectando la radiación infrarroja producida dentro de sus atmósferas.
En su artículo, el equipo describe cómo se produjo el descubrimiento durante un estudio espectroscópico extremadamente profundo de NGC1333. Utilizando datos del generador de imágenes de infrarrojo cercano y espectrógrafo sin rendija (NIRISS) del Webb, el equipo midió el espectro de cada objeto en la parte observada del cúmulo de estrellas. Esto les permitió reanalizar los espectros de 19 enanas marrones observadas previamente y condujo al descubrimiento de una nueva enana marrón con un compañero de masa planetaria.
Esta última observación fue un hallazgo poco común que ya desafía las teorías sobre cómo se forman los sistemas binarios. Pero lo realmente sorprendente fue la detección de seis planetas con una masa de cinco a diez veces la de Júpiter (también conocidos como superjúpiter).
Esto significa que estos seis candidatos se encuentran entre los planetas rebeldes de menor masa jamás encontrados que se formaron a través del mismo proceso que las enanas marrones y las estrellas. Este era el propósito del estudio Deep Spectroscopic Survey for Young Brown Dwarfs and Free-Floating Planets, que era investigar objetos masivos que no son lo suficientemente grandes como para convertirse en estrellas.
El hecho de que las observaciones del Webb no revelaran objetos inferiores a cinco masas de Júpiter (que es lo suficientemente sensible para detectar) es una fuerte indicación de que los objetos estelares más ligeros tienen más probabilidades de formarse de la misma manera que los planetas.
En una declaración publicada por la nueva fuente de la JHU (el Hub), Langeveld, el autor principal, afirmó:
«Estamos investigando los límites del proceso de formación de estrellas. Si tenemos un objeto que se parece a un Júpiter joven, ¿es posible que se haya convertido en una estrella en las condiciones adecuadas? Este es un contexto importante para comprender la formación de estrellas y planetas».
El más intrigante de los planetas rebeldes también era el más ligero: se estima que tenía cinco veces la masa de Júpiter (unas 1.600 Tierras). Dado que el polvo y el gas generalmente caen en un disco durante las primeras etapas de la formación estelar, la presencia de este anillo de escombros alrededor del planeta sugiere firmemente que se formó de la misma manera que las estrellas.
Sin embargo, los sistemas planetarios también se forman a partir de discos de escombros (también conocidos como discos circunsolares), lo que sugiere que estos objetos pueden ser capaces de formar sus propios satélites. Esto sugiere que estos planetas masivos podrían ser una guardería para un sistema planetario en miniatura, como nuestro sistema solar, pero a una escala mucho más pequeña.
El rector de la Universidad Johns Hopkins, Ray Jayawardhana, astrofísico y autor principal del estudio (que también dirige el grupo de investigación), afirmó: «Resulta que los objetos más pequeños que flotan libremente y que se forman como estrellas se superponen en masa con exoplanetas gigantes que giran alrededor de estrellas cercanas. Es probable que un par de estos se formara como lo hacen los sistemas binarios de estrellas, a partir de una nube que se fragmenta al contraerse. La diversidad de sistemas que la naturaleza ha producido es notable y nos empuja a refinar nuestros modelos de formación de estrellas y planetas…
«Nuestras observaciones confirman que la naturaleza produce objetos de masa planetaria de al menos dos formas diferentes: a partir de la contracción de una nube de gas y polvo, la forma en que se forman las estrellas, y en discos de gas y polvo alrededor de estrellas jóvenes, como lo hizo Júpiter en nuestro propio sistema solar».
En los próximos meses, el equipo planea utilizar el Webb para realizar estudios de seguimiento de las atmósferas de estos planetas rebeldes y compararlas con las de las enanas marrones y los gigantes gaseosos. También planean buscar en la región de formación estelar otros objetos con discos de escombros para investigar la posibilidad de que Sistemas miniplanetarios.
Los datos que obtengan también ayudarán a los astrónomos a refinar sus estimaciones sobre el número de planetas errantes en nuestra galaxia. Las nuevas observaciones del Webb indican que dichos cuerpos representan aproximadamente el 10% de los cuerpos celestes en el cúmulo en cuestión.
Las estimaciones actuales sitúan el número de estrellas en nuestra galaxia entre 100 y 400 mil millones de estrellas y el número de planetas entre 800 mil millones y 3,2 billones. Con un 10%, eso sugeriría que hay entre 90 y 360 mil millones de mundos errantes flotando ahí fuera. Como hemos explorado en artículos anteriores, es posible que algún día podamos explorar algunos de ellos, y nuestro Sol incluso podría capturar algunos.
Con información de arXiv
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