Investigación

Un millón de años puede parecer mucho tiempo. Pero en la vida de los planetas, es apenas el comienzo. Un equipo internacional liderado por investigadores en universidades chilenas confirmó recientemente la existencia de un exoplaneta en un sistema de esa edad o incluso menor, ubicado a unos 450 años luz de la Tierra. Es lo que se conoce como un “planeta bebé”, que en estos momentos está creciendo entre el gas y el polvo que rodean a su estrella.

Su nombre es Elias 2-24 b y su existencia fue confirmada mediante observaciones del telescopio Keck, ubicado en Hawái, que se complementaron con evidencias obtenidas previamente en nuestro país, en particular con el radiotelescopio ALMA, en el llano de Chajnantor, cerca de San Pedro de Atacama, y el Very Large Telescope (VLT), en el cerro Paranal, en la Región de Antofagasta.

El estudio fue liderado por Andrea Bernardi, estudiante de doctorado de la Universidad Diego Portales e integrante del Núcleo Milenio YEMS, y contó con la participación del Dr. Sebastián Pérez Márquez, académico de la Universidad de Santiago de Chile, junto con un equipo de investigadores de instituciones de Chile, Estados Unidos, Bélgica, Francia e Italia.

Foto: Andrea Bernardi. Observación desde ALMA.

Los resultados fueron publicados en la revista The Astrophysical Journal Letters, en el artículo titulado “Searching for Embedded Protoplanets with the Keck/NIRC2 Vortex Coronagraph: Confirmation of a Core-accretion Planet in the Narrow Gap of the Elias 2-24 Disk”, que aborda la búsqueda y confirmación de planetas todavía inmersos en sus discos de formación. 

“Cuando estudiamos un planeta como este, podemos observar procesos que en nuestro Sistema Solar terminaron hace miles de millones de años. Conocemos muy pocos planetas todavía en formación, por lo que cada hallazgo es una oportunidad excepcional para poner a prueba nuestras teorías sobre cómo nacen los mundos”, explica el Dr. Sebastián Pérez.

En astronomía la expresión “planeta bebé” describe un mundo extremadamente joven que todavía está en formación y no significa que sea pequeño de tamaño. De hecho, Elias 2-24 b es un gigante gaseoso cuya masa se estima comparable o superior a la de Júpiter, aunque se encuentra aún al comienzo de su historia.

Los autores del artículo lo presentan como el exoplaneta más joven conocido al momento de publicarse el trabajo el pasado mes de septiembre, aunque advierten que determinar edades en sistemas tan recientes es difícil.

“Elias 2-24 b se encuentra dentro del disco de gas y polvo que rodea a su estrella, y las observaciones sugieren que todavía está creciendo. La edad estimada del sistema es de un millón de años o menos, lo que implica que el planeta tuvo que alcanzar su masa actual en ese breve intervalo. Ese es uno de los aspectos más interesantes del hallazgo: nos permite poner a prueba cuán rápido pueden formarse los planetas gigantes” comenta Andrea Bernardi. 

Foto: European Southern Observatory (ESO)

IDENTIFICANDO UN EXOPLANETA

Un exoplaneta es un planeta situado fuera del Sistema Solar, generalmente en órbita alrededor de otra estrella. Detectarlo mientras todavía se está formando es especialmente difícil, pues su tenue luz puede quedar eclipsada por el brillo de la estrella u oculta por el material del disco que la rodea. Por eso, además de buscar la luz del propio planeta, las y los astrónomos estudian las huellas que puede dejar en su entorno, como brechas en el polvo y perturbaciones en el movimiento del gas.

La búsqueda de Elias 2-24 b comenzó con datos obtenidos desde Chile. Primero, el observatorio ALMA detectó una brecha en el disco de polvo que rodea a la estrella, posiblemente abierta por un planeta en formación. Después, el Very Large Telescope (VLT) identificó una débil fuente de luz dentro de ese espacio.

“No basta con encontrar un punto luminoso y llamarlo planeta. Tenemos que comprobar que la señal es real y que corresponde a un planeta en formación dentro del disco que rodea a la estrella. Para eso combinamos distintos telescopios y técnicas. Una de ellas consiste en estudiar el movimiento del gas del disco y buscar las perturbaciones que provoca un planeta. Hace una década contribuimos al desarrollo de este método, que hoy es una herramienta clave para buscar planetas en formación y que aportó evidencia para identificar a Elias 2-24 b”, explica Pérez.

La confirmación final llegó al sumar observaciones del telescopio Keck, en Hawái, obtenidas en 2018 y 2020. Al reunir estos datos con la evidencia previa, pudo confirmar la naturaleza planetaria de Elias 2-24 b.

El reciente “planeta bebé” descubierto plantea el desafío de explicar cómo un planeta gigante pudo formarse en un millón de años o menos, a una separación equivalente a 55 veces la distancia entre la Tierra y el Sol. Los autores del estudio proponen que creció a partir de un núcleo sólido que capturó gas, aunque su masa exacta todavía es incierta.

Foto: Dr. Sebastian Perez. Archivo VRIIC-Usach

“Elias 2-24 b es un gigante gaseoso, por lo que estudiarlo no equivale a observar una Tierra en construcción. Su valor está en ayudar a comprender cómo se organiza un sistema planetario y cómo sus integrantes modifican el material disponible para formar otros cuerpos”, indica el académico de la Facultad de Ciencia Usach.

Las próximas observaciones deberán precisar las propiedades de Elias 2-24 b y su movimiento alrededor de la estrella. Cada dato permitirá comprender mejor cómo crece este mundo y qué revela sobre un proceso que también dio origen, hace miles de millones de años, a nuestro propio  sistema planetario.