La investigación exoplanetaria ha revelado una extraordinaria variedad de sistemas planetarios distintos del nuestro. Ahora, un nuevo exoplaneta ha hecho una estelar aparición. Tiene el tamaño de Neptuno pero, a su vez, presenta 73 veces la masa de la Tierra. Su masa es “casi el doble que la de cualquier otro planeta del tamaño de Neptuno conocido hasta ahora”. Es 'más denso que el acero', dicen los científicos, que detallan su nuevo descubrimiento en la revisa Nature. Hallar un planeta tan masivo del tamaño de Neptuno es toda una rareza, por lo que los autores del estudio postulan que la composición del planeta podría ser el resultado de una colisión cataclísmica entre dos mundos celestes. Estos enormes impactos habrían eliminado parte de la atmósfera más ligera y el agua, dejando atrás una multitud de rocas.
Su existencia es difícil de explicar
El planeta en cuestión, bautizado como TOI-1853b, se encuentra a 545 años luz de distancia de la Tierra. Y son tan llamativas sus características porque es casi el doble que la de cualquier otro planeta de tamaño similar conocido y su densidad es increíblemente alta (tiene una densidad de 9,7 gramos por centímetro cúbico, lo que representa una barbaridad, ya que el hierro tiene una densidad de 7,87 gramos por centímetro cúbico y la densidad del acero es aproximadamente la misma, por comparar), lo que significa que está formado por una fracción de roca mayor de lo que normalmente se esperaría a esa escala.
"Tenemos pruebas sólidas de colisiones altamente energéticas entre cuerpos planetarios de nuestro sistema solar, como la existencia de la Luna de la Tierra, y buena evidencia de un pequeño número de exoplanetas. Sabemos que existe una enorme diversidad de planetas en sistemas exoplanetarios; muchos no tienen análogos en nuestro sistema solar, pero a menudo tienen masas y composiciones entre las de los planetas rocosos y las de Neptuno/Urano (los gigantes de hielo)”, explica Phil Carter, investigador asociado principal y coautor de la Facultad de Física de la Universidad de Bristol (Reino Unido).
'Rara avis'
Así las cosa, TOI-1853b es una rareza entre los exoplanetas. Se asienta sólidamente en una brecha conocida como el desierto neptuniano, en una órbita cercana a su estrella. El planeta orbita su estrella anfitriona, una enana naranja de alrededor del 80 por ciento del tamaño del Sol, una vez cada 1,24 días. ¿Por qué hay tan pocos exoplanetas en este emplazamiento cósmico conocido como desierto neptuniano? Los científicos lo desconocen; saber más sobre este exoplaneta del tamaño de Neptuno nos ayudaría a comprender mejor la formación y evolución planetaria.
Aún se desconoce cómo surgió el planeta. Sin embargo, los investigadores crearon un modelo informático que indica que se formó por una colisión planetaria catastrófica. El impacto habría dejado grandes trozos de roca detrás, y su violenta intensidad podría haber destruido la atmósfera más ligera y el agua que existían en el planeta antes de esta colisión. Los investigadores especulan que este planeta era inicialmente un mundo rico en agua. Al dejar atrás toda esa agua y su atmósfera, quedó un planeta de alta densidad.
Después de este trabajo, el equipo pretende realizar extensas observaciones de TOI-1853b utilizando potentes telescopios para determinar la presencia y composición de la atmósfera residual.
“Nunca antes habíamos investigado impactos gigantes tan extremos porque no eran algo que esperábamos. Queda mucho trabajo por hacer para mejorar los modelos de materiales que subyacen a nuestras simulaciones y ampliar la gama de impactos gigantes extremos modelados”, concluyó Zoë Leinhardt, una de las coautoras del estudio.
Este nuevo trabajo es también un testimonio de lo que pueden lograr los telescopios modernos, ya que su identificación fue posible gracias a los datos del satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA en el espacio, así como del telescopio Keck II en Hawái, el telescopio Gemini Norte en Hawái, el telescopio de Investigación Astrofísica del Sur en Chile y el Telescopio Nazionale Galileo en Canarias. Y las simulaciones se realizaron utilizando las instalaciones informáticas del Centro de Investigación en Computación Avanzada de la Universidad de Bristol.
Referencias:
- Luca Naponiello et al, A super-massive Neptune-sized planet, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06499-2. www.nature.com/articles/s41586-023-06499-2
- Reinhardt, C., Chau, A., Stadel, J., & Helled, R. (2019). Bifurcation in the history of Uranus and Neptune: the role of giant impacts. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. https://doi.org/10.1093/mnras/stz3271.
- Kite, E., Jr., B., Schaefer, L., & Ford, E. (2019). Superabundance of Exoplanet Sub-Neptunes Explained by Fugacity Crisis. arXiv: Earth and Planetary Astrophysics. https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab59d9.
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