Webb redefine la línea divisoria entre planetas y estrellas
La composición y la órbita de 29 Cygni b apuntan a la acreción dentro de un disco protoplanetario.
¿Dónde está la línea divisoria entre las estrellas y los planetas más masivos? Los científicos creen que puede depender de cómo se formaron. ¿Fue mediante un proceso de abajo hacia arriba, creciendo gradualmente con el tiempo, o mediante un proceso de arriba hacia abajo, en el que una gran acumulación de gas y polvo se fragmentó en partículas más pequeñas, del tamaño de un planeta? Los astrónomos utilizaron el Telescopio Espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA para estudiar un objeto que pesa aproximadamente 15 veces más que Júpiter, lo que lo sitúa justo en la línea divisoria entre ambos procesos. Descubrieron que el objeto, llamado 29 Cygni b, probablemente se formó de abajo hacia arriba en lugar de arriba hacia abajo. En otras palabras, se formó como un planeta, no como una estrella.
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| El exoplaneta 29 Cygni b, que se muestra en esta ilustración, es un gigante gaseoso con una masa aproximadamente 15 veces mayor que la de Júpiter. Orbita una estrella de tipo A (que se muestra en la parte superior derecha), ligeramente más caliente y masiva que nuestro Sol, a una distancia promedio de 2400 millones de kilómetros. Se sabe que la estrella posee un disco de escombros polvorientos. Se muestra un hipotético fragmento de cometa acercándose al planeta, mientras que impactos anteriores han dejado manchas oscuras en sus capas superiores de nubes, similares a las observadas tras el impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 en Júpiter, en nuestro sistema solar. Los astrónomos estudiaron 29 Cygni b con el telescopio Webb para determinar que probablemente se formó por acreción, un proceso ascendente en el que pequeños fragmentos de roca y hielo se agrupan y crecen con el tiempo, en lugar de por fragmentación del disco. En otras palabras, se formó como un planeta y no como una estrella. Crédito: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI) |
Los planetas, como los de nuestro Sistema Solar, se forman mediante un proceso ascendente en el que pequeños fragmentos de roca y hielo se agrupan y crecen con el tiempo. Sin embargo, cuanto más masivo es el planeta, más difícil resulta explicar su formación de esa manera.
Los astrónomos utilizaron el Telescopio Espacial James Webb para examinar 29 Cygni b, un objeto aproximadamente 15 veces más masivo que Júpiter que orbita una estrella cercana. Encontraron múltiples evidencias de que 29 Cygni b se formó mediante este proceso de abajo hacia arriba, lo que aporta nuevos conocimientos sobre cómo se originan los planetas más masivos. Un artículo que describe estos hallazgos se ha publicado en la revista Astrophysical Journal Letters.
Se entiende generalmente que el proceso de formación planetaria ocurre dentro de gigantescos discos de gas y polvo alrededor de las estrellas mediante un proceso llamado acreción. El polvo se agrupa formando guijarros, que chocan y crecen progresivamente, formando protoplanetas y, finalmente, planetas. Los más grandes acumulan gas para convertirse en gigantes como Júpiter. Dado que la formación de gigantes gaseosos requiere más tiempo, y el disco de material formador de planetas finalmente se evapora y desaparece, los sistemas planetarios terminan con muchos más planetas pequeños que grandes.
En cambio, las estrellas se forman cuando una vasta nube de gas se fragmenta y cada fragmento colapsa bajo su propia gravedad, volviéndose más pequeño y denso. Teóricamente, un proceso de fragmentación similar podría ocurrir también dentro de los discos protoplanetarios. Esto podría explicar por qué algunos objetos muy masivos se encuentran a miles de millones de kilómetros de sus estrellas anfitrionas, en regiones donde el disco protoplanetario debería haber sido demasiado tenue para que se produjera la acreción.
El asteroide 29 Cygni b se sitúa en la línea divisoria entre lo que se puede explicar mediante estos dos mecanismos diferentes. Pesa 15 veces más que Júpiter y orbita su estrella a una distancia media de 2400 millones de kilómetros, aproximadamente la misma que Urano en nuestro Sistema Solar. El equipo de investigación lo seleccionó porque podría ser el resultado de cualquiera de los dos procesos.
El programa de observación del equipo científico utilizó la cámara NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) del telescopio Webb en modo coronográfico para obtener imágenes directas de 29 Cygni b. Este planeta fue el primero de los cuatro objetos seleccionados por el programa, todos ellos con una masa conocida entre 1 y 15 veces mayor que la de Júpiter. El equipo también exigió que sus objetivos orbitaran a una distancia de aproximadamente 15 mil millones de kilómetros de sus estrellas.
Todos los planetas eran jóvenes y aún calientes debido a su formación, con temperaturas que oscilaban entre los 530 y los 1000 grados Celsius. Esto garantizaría que su composición química atmosférica fuera similar a la de los planetas de HR 8799, cuyo sistema el equipo había estudiado previamente.
Al elegir los filtros adecuados, el equipo pudo buscar indicios de que la luz era absorbida por el dióxido de carbono (CO2) y el monóxido de carbono (CO), lo que les permitió determinar la cantidad de esos elementos químicos más pesados, que los astrónomos denominan colectivamente metales.
Encontraron pruebas contundentes de que 29 Cygni b está enriquecido en metales en comparación con su estrella anfitriona, cuya composición es similar a la de nuestro Sol. Dada la masa del planeta, la cantidad de elementos pesados que contiene equivale a la de unas 150 Tierras. Esto sugiere que acumuló grandes cantidades de sólidos enriquecidos en metales provenientes de un disco protoplanetario.
El equipo también utilizó un conjunto de telescopios ópticos terrestres llamado CHARA (Centro de Astronomía de Alta Resolución Angular) para determinar si la órbita del planeta está alineada con la rotación de la estrella. Confirmaron dicha alineación, lo cual es de esperar para un objeto formado a partir de un disco protoplanetario.
En conjunto, esta evidencia sugiere firmemente que 29 Cygni b se formó dentro de un disco protoplanetario mediante la rápida acreción de material rico en metales. A medida que el equipo recopila datos sobre los otros tres objetivos de su programa, planea buscar evidencia de diferencias compositivas entre los planetas de menor y mayor masa. Esto debería proporcionar información adicional sobre sus mecanismos de formación.
Más información
El telescopio Webb es el más grande y potente jamás lanzado al espacio. En virtud de un acuerdo de colaboración internacional, la ESA proporcionó el servicio de lanzamiento del telescopio, utilizando el cohete Ariane 5. En colaboración con sus socios, la ESA fue responsable del desarrollo y la cualificación de las adaptaciones del Ariane 5 para la misión Webb, así como de la contratación del servicio de lanzamiento por parte de Arianespace. La ESA también proporcionó el espectrógrafo NIRSpec, el instrumento principal, y el 50 % del instrumento de infrarrojo medio MIRI, diseñado y construido por un consorcio de institutos europeos financiados por los Estados Unidos (el Consorcio Europeo MIRI) en colaboración con el JPL y la Universidad de Arizona.
Webb es una colaboración internacional entre la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).
Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI)
Enlaces de interés
Contactos
Bethany Downer,
Directora de Comunicación Científica de ESA/Webb.
Correo electrónico: Bethany.Downer@esawebb.org
Sala de prensa y oficina de relaciones con los medios de comunicación de la ESA
Correo electrónico: media@esa.int
Christine Pulliam,
Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial.
Correo electrónico: cpulliam@stsci.edu
Publicado en ESA/Webb el 14 de abril del 2026, enlace publicación.
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