Cómo se forman las supertierras y los minineptunos: un escultor del viento estelar

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Los astrónomos han observado un sistema planetario único a 350 años luz de distancia que revela cómo se forman los tipos más comunes de exoplanetas: súper Tierras y subNeptunos. Un equipo de investigadores, dirigido por John Livingston, estudió cuatro planetas jóvenes que orbitan alrededor de una estrella similar al Sol llamada V1298 Tau y descubrió que estos mundos se están evaporando activamente bajo una intensa radiación estelar. El descubrimiento ofrece una visión poco común de las primeras etapas de la evolución planetaria, explicando por qué estos planetas dominan el paisaje galáctico mientras permanecen curiosamente ausentes de nuestro propio sistema solar.

El sistema Tau V1298: una guardería planetaria

El sistema V1298 Tau es notable porque es joven (sólo tiene 23 millones de años) y sus cuatro planetas orbitan extremadamente cerca de su estrella. Estos mundos, descubiertos en 2019, tienen radios entre cinco y diez veces mayores que los de la Tierra, lo que los hace inusualmente grandes para su proximidad a una estrella. El equipo de investigación utilizó “variaciones de tiempo de tránsito” (TTV) para medir la masa de cada planeta. Los TTV se producen porque los planetas se tiran gravitacionalmente entre sí, provocando ligeros retrasos o aceleraciones en sus órbitas, que los astrónomos pueden detectar al observar los planetas que pasan delante de su estrella.

El papel de la radiación estelar

Las mediciones confirmaron que estos planetas tienen densidades excepcionalmente bajas y están perdiendo sus atmósferas en el espacio mediante un proceso llamado fotoevaporación. Esto sucede cuando la luz ultravioleta extrema y los rayos X de la estrella calientan las atmósferas de los planetas, lo que hace que se expandan y, finalmente, sean arrastradas por el viento estelar. Los dos planetas interiores están en camino de convertirse en supertierras rocosas, mientras que los dos exteriores pueden evolucionar hasta convertirse en miniNeptunos, dependiendo de cuánta atmósfera retengan.

“Al pesar estos planetas por primera vez, hemos proporcionado la primera prueba observacional… De hecho, son excepcionalmente hinchados, lo que nos da un punto de referencia crucial y tan esperado para las teorías de la evolución de los planetas”. — Trevor David, Instituto Flatiron

Por qué esto importa: los planetas desaparecidos de nuestro sistema solar

Las súper Tierras y los subneptunos son el tipo de planeta más común descubierto fuera de nuestro sistema solar. Sin embargo, nuestro propio vecindario planetario carece de uno de estos mundos. Comprender cómo se forman puede explicar por qué. El sistema V1298 Tau proporciona una posible respuesta: la intensa radiación reduce gradualmente los planetas más grandes y ricos en gas hasta convertirlos en cuerpos más pequeños, rocosos o parcialmente gaseosos. Este proceso probablemente explica por qué muchos sistemas de exoplanetas, como TRAPPIST-1, están repletos de planetas de tamaño similar en órbitas cercanas.

Esta investigación es importante porque nos da una vista previa de cuántos sistemas planetarios aparecerán eventualmente. Los planetas observados están en proceso de convertirse en los mundos más comunes de la galaxia, ofreciendo una visión sin precedentes de sus años de formación. En unos 100 millones de años, los planetas V1298 Tau probablemente se parecerán a las súper Tierras y subNeptunos que los astrónomos ya han detectado alrededor de otras estrellas.