Un estudio revela que los planetas gigantes alcanzan su “madurez” mucho antes de lo previsto

Un equipo internacional de científicos con participación del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)y otras instituciones en España, Italia, Alemania, Bélgica, Reino Unido y México ha medidopor primera vez las masas de planetas gigantes y gaseosos a una edad muy temprana en la evolución de los sistemas planetarios. V1298 Tau, una estrella de tipo solar con apenas 20 millones de años, tiene al menos dos planetas con la masa y el tamaño de Júpiter, en contradicción con todas las teorías actuales que predicen que los planetas jóvenes gaseosos deberían tener tamaños varias veces superiores a lo observado. Los resultados se publican hoy en la revista Nature Astronomy.

El estudio, liderado por Alejandro Suárez Mascareño (Instituto de Astrofísica de Canarias, IAC), ha empleado la técnica de medidas precisas de velocidad radial de la estrella V1298 Tau, en la región del Toro y con una edad de 20 millones de años (225 veces más joven que el Sistema Solar), para determinar que los dos planetas con radios jovianos en el sistema tienen masas iguales a la de Júpiter (el mayor planeta del Sistema Solar). Este resultado rompe con todas las teorías de formación y evolución planetaria que predicen tamaños mucho mayores para estos jóvenes planetas gaseosos.

Los planetas V1298 Tau b y e, originalmente descubiertos por un equipo norteamericano empleando datos de la misión espacial Kepler de NASA, tienen radios como el de Júpiter. Para medir las masas planetarias ha sido necesario separar las señales pequeñas generadas por los planetas de la huella estelar, casi diez veces mayor. “La caracterización de planetas muy jóvenes es extraordinariamente difícil” comenta Alejandro Suárez Mascareño. “Las estrellas de corta edad presentan niveles de actividad muy altos; sólo con técnicas avanzadas de análisis es posible extraer la información planetaria”.

Los planets V1298 Tau b y e alrededor de la estrella V1298 Tau con una edad de 20 millones de años. Artistic image produced by Gabriel Pérez Díaz (IAC).

Las medidas de velocidad radial obtenidas con los instrumentos CARMENES (en el telescopio de 3.5 m de diámetro en el Observatorio de Calar Alto en Almería), HARPS-N y HERMES (en los telescopios TNG y Mercator, ambos en el Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla de La Palma), y STELLA-SES (en el Observatorio del Teide en la isla de Tenerife) confirman masas similares a la de Júpiter para los planetas de tamaño joviano V1298 Tau b y e, a pesar de sus escasos 20 millones de años de edad. “Los modelos teóricos han dictado siempre que los planetas gigantes comienzan su evolución siendo cuerpos mucho más grandes que Júpiter para más tarde contraerse a lo largo de cientos o incluso miles de millones de años”, explica Víctor J. Sánchez Béjar (IAC), coautor del trabajo.

El estudio detallado de los sistemas planetarios jóvenes es crucial para comprender la infancia de nuestro Sistema Solar. Los nuevos resultados apuntan a que la contracción planetaria es un fenómeno rápido y no lento como se creía. Los planetas tan masivos como Júpiter alcanzan su volumen y densidad finales en menos de 20 millones de años. “Solo analizando sistemas de distintas edades, desde los más jóvenes a tan viejos como el Sistema Solar, podremos conocer la evolución y la migración planetaria de manera independiente a la teoría” señala María Rosa Zapatero Osorio, del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) y coautora del trabajo. Ahora es importante extender estos estudios a otros sistemas planetarios jóvenes para confirmar que V1298 Tau no es una excepción y para proporcionar la información necesaria que permita corregir la teoría de la evolución de los planetas gigantes y gaseosos.

Artículo: Rapid contraction of giant planets orbiting the 20 million-years old star V1298 Tau“.

Nature Astronomy, https://www.nature.com/articles/s41550-021-01533-7

DOI: 10.1038/s41550-021-01533-7

 

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