Un planeta gigante «prohibido» orbita una estrella enana roja y desafía los modelos de formación planetaria

El James Webb Space Telescope acaba de revelar algo desconcertante en un rincón del cosmos: un planeta gigante del tamaño de Júpiter orbita una estrella enana roja tan pequeña que, según la teoría estándar, no debería tener suficiente material para haberlo formado. Y por si eso fuera poco, su atmósfera resulta ser incluso más pobre en metales que la propia estrella que lo alberga, una anomalía sin precedentes entre todos los planetas gigantes estudiados hasta la fecha.

El exoplaneta en cuestión es TOI-5205 b, un mundo que la comunidad astronómica ha llegado a calificar informalmente como «planeta prohibido». Orbita una estrella enana roja de tipo M con apenas un 40% de la masa del Sol y un tamaño aproximadamente cuatro veces menor que el de Júpiter. Que un planeta del tamaño joviano haya podido nacer en torno a un objeto estelar tan modesto representa un desafío directo a los modelos de formación planetaria vigentes.

El estudio fue liderado por la astrofísica Dra. Anjali Piette, de la Universidad de Birmingham, en colaboración con equipos del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y Carnegie Science. El equipo analizó datos del telescopio espacial James Webb para caracterizar en detalle la atmósfera de TOI-5205 b a partir de la técnica de espectroscopía de transmisión: cuando el planeta pasa frente a su estrella durante un tránsito, bloquea aproximadamente el 6% de la luz estelar, y los espectrómetros pueden descomponer esa luz en sus colores constituyentes para inferir qué moléculas están presentes en la atmósfera planetaria.

Las observaciones de tres tránsitos consecutivos revelaron la presencia de metano (CH₄) y sulfuro de hidrógeno (H₂S) en la atmósfera de TOI-5205 b. Pero el hallazgo más llamativo no fue qué hay en esa atmósfera, sino qué falta en ella: metales, es decir, elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. La metalicidad atmosférica del planeta resulta ser inferior incluso a la de su propia estrella anfitriona, algo que no se había observado en ningún otro planeta gigante hasta ahora.

Aún más intrigante es la discrepancia interna del propio planeta. Usando modelos sofisticados de interiores planetarios, el equipo estimó que la composición total de TOI-5205 b es unas 100 veces más rica en metales que lo que muestra su atmósfera. El Dr. Shubham Kanodia, de Carnegie Science, explicó que esto sugiere que los elementos pesados migraron hacia el interior durante la formación del planeta y que su interior y su atmósfera simplemente no se están mezclando. El resultado apunta a una atmósfera muy rica en carbono y pobre en oxígeno, una combinación química inusual con implicaciones profundas para entender cómo evolucionan estos mundos.

Un factor técnico complicó el análisis: la estrella anfitriona de TOI-5205 b está densamente cubierta de manchas estelares, regiones más frías y oscuras en la superficie estelar análogas a las manchas solares pero mucho más prominentes en las enanas rojas activas. Estas manchas dejan una huella en los datos espectroscópicos al iluminar de forma diferencial algunas longitudes de onda y enmascarar posibles firmas atmosféricas. El equipo desarrolló métodos específicos para corregir esta contaminación estelar, y está validando actualmente esa metodología en un proyecto JWST más reciente dentro del mismo sistema planetario.

La investigación se enmarca en el programa GEMS (Giant planet Exoplanet survey around M-dwarf Stars), una iniciativa dedicada a estudiar planetas gigantes en tránsito alrededor de estrellas de tipo M para comprender su formación, estructura interna y atmósferas. TOI-5205 b se convierte así en uno de los casos más extremos y mejor caracterizados dentro de esa muestra, y su rareza atmosférica abre nuevas preguntas sobre los mecanismos físicos que gobiernan el transporte de elementos en interiores planetarios.

Los planetas gigantes nacen en los discos protoplanetarios de gas y polvo que rodean a las estrellas jóvenes. Aunque la formación de gigantes gaseosos en torno a estrellas de masa solar está bien documentada, su existencia alrededor de enanas rojas de baja masa sigue siendo difícil de explicar con los modelos actuales. TOI-5205 b no solo desafía ese panorama por su mera existencia, sino por mostrar una química atmosférica que ningún modelo predijo.

Fuente: Caleb I. Cañas et al., «GEMS JWST: Transmission Spectroscopy of TOI-5205b Reveals Significant Stellar Contamination and a Metal-poor Atmosphere», The Astronomical Journal, 2026. DOI: 10.3847/1538-3881/ae4976

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