WASP-193b, un planeta gigante con una densidad similar a la del algodón de azúcar
Este exoplaneta es más grande, pero siete veces menos masivo, que Júpiter, y es el segundo planeta menos denso descubierto hasta la fecha. Situado a 1.200 años luz de la Tierra, WASP-193b se ha convertido en un enigma para los científicos.
Por la Universidad de Lieja
Imagen conceptual de WASP-193b, un planeta con la densidad del algodón de azúcar. Generada con DALL-E
Un equipo internacional de astrónomos liderado por investigadores del Laboratorio EXOTIC de la Universidad de Lieja (Bélgica), en colaboración con el MIT (Estados Unidos) y el Instituto de Astrofísica de Andalucía (España), acaba de descubrir WASP-193b, un planeta gigante de densidad extraordinariamente baja que orbita una estrella distante similar al Sol.
Este nuevo planeta, situado a 1.200 años luz de la Tierra, es un 50% más grande que Júpiter pero siete veces menos masivo, lo que le confiere una densidad extremadamente baja, comparable a la del algodón de azúcar. "WASP-193b es el segundo planeta menos denso descubierto hasta la fecha, después de Kepler-51d, que es mucho más pequeño— explica Khalid Barkaoui, investigador postdoctoral del Laboratorio EXOTIC de la ULiège y primer autor del artículo publicado en Nature Astronomy. Y añade—: Su bajísima densidad lo convierte en una auténtica anomalía entre los más de 5.000 exoplanetas descubiertos hasta la fecha. Esta densidad extremadamente baja no puede reproducirse mediante modelos estándar de gigantes gaseosos irradiados, ni siquiera bajo el supuesto poco realista de una estructura sin núcleo”.
El nuevo planeta fue avistado inicialmente por el proyecto WASP (Wide Angle Search for Planets), una colaboración internacional de instituciones académicas que operaban conjuntamente dos observatorios robóticos, uno en el hemisferio norte y otro en el sur.
Caídas periódicas de brillo de su estrella.
Cada observatorio utilizó un conjunto de cámaras de gran angular para medir el brillo de miles de estrellas individuales en todo el firmamento. En los datos tomados entre 2006 y 2008, y de nuevo entre 2011 y 2012, el observatorio WASP-Sur detectó tránsitos periódicos, esto es, caídas de luz, de la estrella WASP-193.
Los astrónomos determinaron que las caídas periódicas de brillo de la estrella se correspondían con el paso de un planeta por delante de la estrella cada 6,25 días. Los científicos midieron la cantidad de luz que el planeta bloqueaba en cada tránsito, lo que les proporcionó una estimación del tamaño del planeta.
A continuación, el equipo utilizó los observatorios situados en el desierto de Atacama (Chile) TRAPPIST-Sur y SPECULOOS-Sur, que están dirigidos por Michaël Gillon, director de investigación de la FNRS y astrofísico de la Universidad de Lieja, para medir la señal planetaria en distintas longitudes de onda y validar la naturaleza planetaria del objeto eclipsante.
Con una densidad del algodón de azúcar.
Por último, también utilizaron observaciones espectroscópicas recogidas por los espectrógrafos HARPS y CORALIE, que también están situados en Chile (ESO), para medir la masa del planeta. Para su gran sorpresa, las mediciones acumuladas revelaron una densidad extremadamente baja para el planeta.
Su masa y su tamaño, calcularon, eran aproximadamente 0,14 y 1,5 los de Júpiter, respectivamente. La densidad resultante era de unos 0,059 gramos por centímetro cúbico. La densidad de Júpiter, en cambio, es de unos 1,33 gramos por centímetro cúbico, y la de la Tierra, de 5,51 gramos por centímetro cúbico. Uno de los materiales más cercanos en densidad al nuevo planeta hinchado es el algodón de azúcar, que tiene una densidad de unos 0,05 gramos por centímetro cúbico.
“El planeta es tan ligero que resulta difícil pensar en un material análogo en estado sólido— comenta Julien de Wit, profesor del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y coautor del trabajo. Y continúa—: La razón por la que se parece al algodón de azúcar es porque ambos son en gran medida aire. El planeta es básicamente superesponjoso”.
El nuevo planeta se compone principalmente de hidrógeno y helio.
Los investigadores sospechan que el nuevo planeta está hecho principalmente de hidrógeno y helio, como la mayoría de los otros gigantes gaseosos de la galaxia. En el caso de WASP-193b, es probable que estos gases formen una atmósfera enormemente inflada que se extiende decenas de miles de kilómetros más allá de la propia atmósfera de Júpiter.
Cómo puede inflarse tanto un planeta es una cuestión a la que todavía no puede responder ninguna teoría existente sobre la formación planetaria. Sin duda, requiere un importante depósito de energía en las profundidades del interior del planeta, pero aún no se comprenden los detalles del mecanismo.
“No sabemos dónde colocar este planeta en todas las teorías de formación que tenemos ahora, porque es un caso atípico de todas ellas. No podemos explicar cómo se formó este planeta. Observar más de cerca su atmósfera nos permitirá acotar una trayectoria evolutiva de este planeta”, precisa Francisco Pozuelos, astrónomo del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).
“WASP-193b es un misterio cósmico. Resolverlo requerirá más trabajo observacional y teórico, sobre todo para medir sus propiedades atmosféricas con el telescopio espacial JWST y confrontarlas con diferentes mecanismos teóricos que posiblemente den lugar a una inflación tan extrema", concluye Barkaoui.
Información facilitada por la Universidad de Lieja -Adaptación: Enrique Coperías / Rexmolón Producciones
Fuente: Barkaoui, K., Pozuelos, F.J., Hellier, C. et al. An extended low-density atmosphere around the Jupiter-sized planet WASP-193 b. Naure Astronomy (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-024-02259-y
