Ahora ha aparecido un nuevo documento que explica en mayor detalle la estructura de uno de los cuatro exoplanetas que forman el sistema HR 8799. Gracias al telescopio Keck II de Hawái, los astrónomos han observado el planeta extrasolar HR 8799c, el segundo más lejano en este sistema planetario.
Este joven planeta hallado fuera del Sistema Solar tiene vapor de agua y monóxido de carbono en su atmósfera. Sin embargo, en este nuevo mundo no se ha detectado metano, que podría ser un indicio de vida, según explican sus descubridores.
El hallazgo, recién publicado en la revista 'Science', sugiere que un determinado mecanismo de formación planetaria similar al de nuestro propio Sistema Solar, conocido como acreción del núcleo, desencadenó el nacimiento del exoplaneta, llamado HR 8799c.
HR 8799c es un gigante gaseoso, con cerca de siete veces la masa de Júpiter, y aunque se ha detectado vapor de agua en su atmósfera, sus descubridores descartan que pueda albergar vida.
"Aunque hemos observado agua, no creemos que pueda existir vida en este planeta. No tiene superficie sólida y es extremadamente caliente", explica el astrónomo Quinn Konopacky, de la Universidad de Toronto. De hecho, se calcula que la temperatura en su superficie supera los 1.000ºCPistas sobre el Sistema Solar
Konopacky, junto con colegas de Canadá y Estados Unidos, utilizaron datos del Observatorio Keck en Hawai para analizar las características de HR 8799c. Sus resultados arrojan luz sobre la formación de este gigante gaseoso lejano y proporcionan pistas sobre la formación de nuestro propio Sistema Solar.
"Nuestros resultados son consistentes con los planetas que se forman alrededor de HR8799 a través de la acreción del núcleo, muchos de la misma manera en la que pensamos que se formaron los planetas de nuestro Sistema Solar", explicó Konopacky. "Al estudiar el sistema HR8799, podemos echar un vistazo a cómo planetas similares a Júpiter aparecen muy poco después de formarse", agrega.A diferencia de la mayoría de otros exoplanetas, los cuatro planetas que orbitan HR 8799 se han detectado directamente, lo que significa que su luz se distinguía de la de su estrella anfitriona.
Esta detección directa indica que HR 8799c era un gigante de gas que orbita su estrella a una distancia comparable a la distancia de Plutón de nuestro sol, pero el nacimiento de un planeta masivo tan lejos de su estrella madre está en conflicto con los modelos más populares de la formación planetaria.
El nuevo análisis de Konopacky y su equipo ofrece datos de alta resolución sobre la química, la gravedad y la atmósfera de HR 8799c. "El exoplaneta tiene un conjunto ideal de las propiedades, siendo a la vez muy luminoso y situado lo suficientemente lejos de la estrella que nos permite adquirir estos datos espectrales increíbles", explicó el investigador. "El hecho de que no vemos metano nos dice mucho acerca de los procesos químicos durante el trabajo en la atmósfera de este gigante gaseoso joven".
Estos son los datos más detallados que han podido obtener unos astrónomos sobre un exoplaneta. Probablemente también lo tuvieron más fácil por el hecho de que el sistema estelar está relativamente cerca, a tan sólo 130 años luz de nosotros.
También es un planeta increíblemente grande. De hecho, todos los exoplanetas de este sistema multiplican varias veces el tamaño de Júpiter. Su tamaño incluso confundió a los astrónomos, quienes trataron de determinar si eran realmente planetas y no enanas marrones o estrellas fallidas.
Asimismo, los planetas son muy jóvenes, con unos 30 millones de años, por lo que no se han enfriado del todo después de su creación. Esto permitió a los astrónomos observarlos detalladamente en el espectro infrarrojo.
Una de las razones por las que se centraron en el planeta HR 8799c fue para probar las teorías sobre la formación planetaria. Se han propuesto dos posibles mecanismos para la formación de exoplanetas: un multipaso, proceso de acreción del núcleo por el que el gas se acumula lentamente en un núcleo planetario, y un proceso conocido como inestabilidad gravitatoria, que implica la creación simultánea del interior de un planeta y la atmósfera.
"Aunque vemos una gran cantidad de vapor de agua en la atmósfera de HR 8799c, en realidad detectamos un poco menos de lo que cabría esperar si el planeta tuviera la misma composición que su estrella madre", dijo Konopacky. A su juicio, esto indica que el planeta tiene una cantidad ligeramente elevada de carbono en comparación con oxígeno.La elevada relación carbono-oxígeno actúa como una huella dactilar para la formación del exoplaneta y los investigadores sugieren que los granos de hielo de agua deben haberse condensado en el disco planetario que rodea HR 8799 y agotado el oxígeno.
"Estos granos de hielo pegados forman grandes trozos de hielo, a pocos kilómetros de diámetro, que promueven la construcción de núcleo sólido del planeta", sugirió Konopacky. "La atmósfera de gas viene después de que el planeta sea lo suficientemente grande. En el momento en que sucede, algunos de los granos de hielo se han ido y el gas no tiene tanta agua", añade.Estos resultados implican que un proceso de acreción del núcleo, similar al que dio forma a nuestro Sistema Solar, con los gigantes de gas lejos del Sol y los planetas rocosos cercanos a él, también tuvo lugar en este sistema. "Dado que el sistema planetario que rodea HR 8799 se parece a una versión reducida de nuestro Sistema Solar, no sería una sorpresa encontrar planetas como la Tierra más cerca", según los investigadores.
Este modelo no permitiría la formación de planetas tan lejanos como el HR 8799c, que orbita a su estrella a una distancia similar a la que Pluto orbita el sol.
La causa principal es que cuanto más distancia haya hasta la estrella, menos polvo habrá para la formación de planetas. En cualquier caso, los astrónomos creen que sería imposible que se formen planetas tan gigantescos como el HR 8799c a una distancia tan lejana.
El segundo modelo señala que los planetas se forman mucho más rápido, casi instantáneamente, a partir de las nubes de gas y polvo que rodean las nuevas estrellas. Este modelo predice la formación de planetas más lejanos, pero también de muchos más planetas en comparación con los descubiertos en torno a la estrella HR 8799.
La composición química de la atmósfera del planeta puede albergar pistas sobre su formación, razón por la cual los datos acumulados sobre HR 8799c son tan importante.
Los astrónomos no observaron metano en su atmósfera, pero sí agua y monóxido de carbono. La proporción de agua en comparación con otras sustancias químicas también sirvió para determinar su proceso de formación.
Los astrónomos creen que HR 8799c se ha formado primeramente a partir de unos cristales de hielo que se agruparon.
Cuando esta roca helada se hizo lo suficientemente grande, empezó a atraer el gas que finalmente formó su atmósfera. Estos resultados indican que HR 8799c se formó mediante la acreción del núcleo.
Los nuevos datos también permitirán a los científicos modificar el modelo de acreción del núcleo para adaptarse mejor a la realidad, dando como resultado un modelo matemático más preciso.
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