Descubren el planeta más joven conocido: Elias 2-24 b, de menos de un millón de años

Astrónomos confirmaron el descubrimiento del planeta más joven conocido, Elias 2-24 b, que tiene menos de un millón de años y aún está rodeado de gas y polvo de su formación. Este hallazgo proporciona a los científicos una oportunidad única para estudiar el proceso de formación planetaria en tiempo real.

El planeta fue identificado a través de observaciones almacenadas en archivos financiados por NASA. Se encuentra en órbita dentro del disco de polvo de su estrella joven, lo que permite a los investigadores estudiar cómo se forman los planetas mientras aún están en proceso de creación.

"Nuestros modelos de formación planetaria ya tenían dificultades para explicar a los anteriores poseedores del récord de los planetas más jóvenes, que son todos de más de 5 millones de años", comentó Lucas Cieza, profesor del Instituto de Estudios Astrofísicos en Chile y coautor de un estudio sobre los resultados. "Elias 2-24 b nos muestra que incluso nuestros mejores modelos de formación planetaria aún están omitiendo procesos importantes".

Confirmación del planeta más joven

En un estudio publicado el 16 de septiembre en The Astrophysical Journal Letters, un equipo de investigadores liderado por Andrea Bernardi, estudiante de doctorado en la Universidad Diego Portales en Chile, examinó observaciones archivadas de siete estrellas jóvenes.

Estas estrellas habían sido observadas con el coronógrafo en el Observatorio W. M. Keck en Hawái, que trabaja en colaboración con NASA. Cada estrella está rodeada por un disco de escombros compuesto de polvo, gas y fragmentos de hielo y roca. Las brechas y otras estructuras en esos discos pueden ser indicativas de la formación de planetas.

"Los planetas deberían encontrarse dentro de las brechas, ya que las están formando", afirmó Bernardi. "Y eso es exactamente donde encontramos a Elias 2-24 b".

Elias 2-24 b es aproximadamente del tamaño de Júpiter y orbita una estrella a unos 450 años luz de la Tierra. Dado que el sistema es tan joven, su estudio brinda a los astrónomos una visión de cómo pudo haber sido nuestro propio sistema solar hace miles de millones de años.

Observando un planeta en formación

Las estrellas se forman dentro de vastas nubes de gas y polvo. A partir de los materiales restantes alrededor de la estrella recién nacida, los planetas pueden crecer, acumulando materia y moldeando caminos a través del disco circundante. Sin embargo, observar planetas en estas etapas iniciales es extremadamente difícil debido a que el polvo denso puede ocultarlos.

La mayoría de los exoplanetas confirmados se han encontrado a través de tránsitos, que ocurren cuando un planeta pasa frente a su estrella, causando una pequeña caída temporal en la luz estelar visible desde la Tierra.

Este método se vuelve mucho más complicado cuando los planetas aún están enterrados en el polvo o orbitan muy lejos de sus estrellas. Como resultado, la mayoría de los aproximadamente 6,000 exoplanetas confirmados tienen miles de millones de años y orbitan relativamente cerca de sus estrellas.

Los científicos actualmente construyen modelos de formación planetaria utilizando teorías, simulaciones por computadora y observaciones de estrellas jóvenes rodeadas de discos donde los planetas en formación son a menudo demasiado difíciles de detectar directamente. Hallazgos como el de Elias 2-24 b pueden proporcionar pruebas cruciales para esos modelos.

"La galaxia genera continuamente nuevas estrellas y planetas, por lo que hay muchos en cada etapa de evolución", dijo Cieza. "Eso significa que podemos ver todo el proceso en teoría, pero hay una gran brecha en lo que la mayoría de los telescopios pueden detectar. Actualmente, estamos mayormente ciegos a estos planetas en formación".

Un misterio de hace una década se aclara

La nueva confirmación también resuelve una pregunta que los astrónomos debatieron durante aproximadamente diez años. Observaciones anteriores del ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) en Chile revelaron una brecha en el disco polvoriento que rodea a la joven estrella Elias 2-24. Posteriormente, el Telescopio Muy Grande del Observatorio Europeo del Sur en Chile detectó un punto de luz tenue dentro de esa brecha.

Los científicos se preguntaron si el objeto podría ser un planeta. El problema era que las teorías de formación planetaria existentes sugerían que un planeta grande no debería haber podido formarse tan rápidamente, especialmente a una gran distancia de su estrella.

Los modelos actuales sugieren que formar un planeta del tamaño de Júpiter a la distancia de Júpiter del Sol (que es poco más de cinco veces la distancia de la Tierra al Sol) toma alrededor de 5 millones de años. Un gigante mucho más lejos debería tardar aún más.

Sin embargo, el objeto tenue en el sistema de Elias 2-24 se sitúa a aproximadamente 55 veces más lejos de su estrella que la Tierra del Sol y ya mostraba signos de ser un planeta en formación.

Datos archivados confirman a Elias 2-24 b

Para investigar más a fondo, Bernardi y sus colegas buscaron en el Archivo del Observatorio Keck, una colaboración financiada por NASA entre el Observatorio Keck y el Instituto de Ciencias Exoplanetarias de Caltech/IPAC.

Encontraron el mismo objeto tenue en observaciones recopiladas en 2018 y 2020. Al combinar las observaciones y rastrear cómo se movió el objeto a lo largo del tiempo, el equipo determinó que se comportaba mucho más como un planeta en órbita alrededor de la estrella que como un artefacto de imagen o una estrella de fondo distante.

Ese análisis finalmente confirmó el objeto como Elias 2-24 b.

"Normalmente escuchamos sobre telescopios que trabajan por separado, pero esta confirmación fue posible solo al utilizar múltiples telescopios juntos", dijo Bernardi. "Elias 2-24 b está en el límite de lo que los telescopios actuales pueden detectar, pero con nuevos instrumentos como el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de NASA, tales detecciones deberían volverse más fáciles".

Roman podría revelar más planetas en formación

El telescopio Roman, que se lanzó el 30 de agosto, lleva un coronógrafo aún más avanzado diseñado para detectar planetas que son mucho más difíciles de ver con los telescopios existentes. Utilizando métodos de observación similares, Roman podría identificar planetas en órbitas más ajustadas, incluidos verdaderos análogos de Júpiter que actualmente están ocultos por el resplandor de sus estrellas. Elias 2-24 b, en comparación, orbita unas 10 veces más lejos de su estrella.

Esta mayor sensibilidad podría ayudar a los astrónomos a descubrir más planetas durante sus etapas más tempranas de formación y cerrar una de las mayores brechas observacionales en la ciencia de los exoplanetas.

"Este es solo el comienzo de una nueva era de descubrimientos", concluyó Cieza. "Es increíble que con la tecnología moderna, realmente podamos ver la formación de planetas en acción, y Roman llevará la búsqueda de planetas al siguiente nivel".

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