Pequeñas estrellas también pueden albergar gigantes como Júpiter

 

Estrellas con menos de la mitad de masa de nuestro Sol pueden albergar mundos gigantes como Júpiter, en conflicto con la teoría más aceptada sobre cómo se forman esos planetas, revela un nuevo estudio.

Los gigantes gaseosos, como otros planetas, se forman a partir de discos de material que rodean a las estrellas jóvenes. De acuerdo con la teoría de acreción de núcleos, primero forman un núcleo de roca, hielo y otros sólidos pesados, atrayendo una capa exterior de gas una vez que este núcleo es lo suficientemente masivo (alrededor de 15 a 20 veces el de la Tierra).

Sin embargo, las estrellas de baja masa tienen discos de baja masa que, según predicen los modelos, no proporcionarían suficiente material para formar un gigante gaseoso de esta manera, o al menos no lo suficientemente rápido antes de que el disco se rompa.

En el estudio, aceptado para su publicación en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), los investigadores del University College London (UCL) y la Universidad de Warwick observaron 91.306 estrellas de baja masa, utilizando observaciones del Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito de la NASA (TESS), y en 15 casos encontró caídas en el brillo de la luz correspondientes a un gigante gaseoso que pasa frente a la estrella.

Desde entonces, cinco de los 15 planetas gigantes potenciales han sido confirmados como planetas utilizando métodos independientes. Uno de estos planetas confirmados orbita una estrella que tiene una quinta parte de la masa del Sol, lo que no sería posible según los modelos de formación de planetas.

El autor principal, el doctor Ed Bryant, del Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard en UCL y anteriormente en la Universidad de Warwick, quien inició el trabajo como parte de su doctorado, dijo: "Las estrellas de baja masa son mejores para formar planetas gigantes de lo que pensábamos. Nuestros resultados plantean serias dudas para los modelos de formación de planetas. En particular, nuestra detección de gigantes gaseosos que orbitan estrellas tan bajas como el 20% de la masa del Sol plantea un conflicto con la teoría actual".

El coautor doctor Vincent Van Eylen, del Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard en UCL, añadió en un comunicado: "El hecho de que, aunque raros, los gigantes gaseosos existan alrededor de estrellas de baja masa es un hallazgo inesperado y significa que los modelos de formación de planetas deberán revisarse".

Una posible interpretación es que los gigantes gaseosos no se forman a través de la acumulación del núcleo, sino a través de la inestabilidad gravitatoria, donde el disco que rodea a una estrella se fragmenta en grupos de polvo y gas del tamaño de un planeta. Si este es el caso, las estrellas de baja masa podrían albergar gigantes gaseosos muy grandes, dos o tres veces la masa de Júpiter. Sin embargo, esto se considera poco probable, ya que los discos alrededor de las estrellas de baja masa no parecen ser lo suficientemente masivos como para fragmentarse de esta manera.

Otra explicación, dicen los investigadores, es que los astrónomos han subestimado cómo de masivo puede ser el disco de una estrella, lo que significa que, después de todo, las estrellas pequeñas podrían formar planetas gigantes a través de la acreción del núcleo.

Esto podría deberse a que hemos calculado incorrectamente la masa de los discos que podemos observar a través de los telescopios, o a que los discos tienen una masa mayor al comienzo de la vida de una estrella, cuando son muy difíciles de observar (ya que están incrustados en nubes de polvo), en comparación con más tarde en la vida de una estrella cuando podemos observarlos.

En su artículo, los investigadores buscaron identificar con qué frecuencia ocurrían planetas gigantes alrededor de estrellas de baja masa, probando si esta tasa de ocurrencia encajaba con lo que predecirían los modelos de acreción del núcleo.

Utilizaron un algoritmo para identificar las señales de los gigantes gaseosos en tránsito en la luz emitida por las estrellas de baja masa. Luego examinaron estas señales, descartando una serie de falsos positivos.

Para determinar la probabilidad de que su método detectara gigantes gaseosos reales que orbitan estas estrellas, insertaron simulaciones de miles de señales de planetas en tránsito en los datos reales de luz estelar TESS y luego ejecutaron su algoritmo para ver cuántos de estos planetas serían detectados.

Ahora los investigadores están trabajando para confirmar como planetas (o descartar) nueve de los 15 planetas candidatos que identificaron (cinco hasta ahora han sido confirmados como planetas, con un falso positivo). Estos candidatos podrían ser potencialmente estrellas compañeras o podría haber otra razón para las caídas en el brillo. El equipo inferirá las masas de estos objetos buscando un "bamboleo" en la posición de su estrella anfitriona, lo que indica el posible tirón gravitatorio del planeta. Este bamboleo se puede detectar a través del análisis espectroscópico de la luz de las estrellas, midiendo diferentes bandas de luz para rastrear el movimiento de la estrella alejándose o acercándose a nosotros.

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