Un equipo internacional liderado por investigadores del Laboratorio EXOTIC de la Universidad de Lieja, en colaboración con el MIT y el Instituto de Astrofísica de Andalucía, acaba de descubrir WASP-193b, un planeta gigante de densidad extraordinariamente baja que orbita una estrella distante similar al Sol. /P>
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 en el Laboratorio EXOTIC de la ULiège y primer autor del artículo publicado en Nature Astronomy .
"Su densidad extremadamente baja lo convierte en una verdadera anomalía entre los más de cinco mil exoplanetas descubiertos hasta la fecha. Esta densidad extremadamente baja no puede ser reproducida por los modelos estándar de gigantes gaseosos irradiados, ni siquiera bajo la suposición poco realista de una estructura sin núcleo."
El nuevo planeta fue descubierto inicialmente por Wide Angle Search for Planets (WASP), una colaboración internacional de instituciones académicas que operaban juntas dos observatorios robóticos, uno en el hemisferio norte y el otro en el sur. Cada observatorio utilizó una serie de cámaras de gran angular para medir el brillo de miles de estrellas individuales en todo el cielo.
En datos tomados entre 2006 y 2008, y nuevamente entre 2011 y 2012, el observatorio WASP-Sur detectó tránsitos periódicos, o caídas de luz, de la estrella WASP-193. Los astrónomos determinaron que las caídas periódicas de brillo de la estrella eran consistentes con un planeta que pasaba frente a la estrella cada 6,25 días. Los científicos midieron la cantidad de luz que el planeta bloqueaba en cada tránsito, lo que les dio una estimación del tamaño del planeta.
Luego, el equipo utilizó los observatorios TRAPPIST-South y SPECULOOS-South, dirigidos por Michaël Gillon, director de investigación del FNRS y astrofísico de la ULiège, ubicados en el desierto de Atacama en Chile, para medir la señal planetaria en diferentes longitudes de onda y validar la naturaleza planetaria de la objeto eclipsante.
Finalmente, también utilizaron observaciones espectroscópicas recopiladas por los espectrógrafos HARPS y CORALIE, también ubicados 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 fue de aproximadamente 0,059 gramos por centímetro cúbico.
La densidad de Júpiter, por el contrario, es de aproximadamente 1,33 gramos por centímetro cúbico; y la Tierra pesa 5,51 gramos por centímetro cúbico. Uno de los materiales más cercanos en densidad al nuevo e hinchado planeta es el algodón de azúcar, que tiene una densidad de aproximadamente 0,05 gramos por centímetro cúbico.
"El planeta es tan ligero que es difícil pensar en un material análogo en estado sólido", afirma Julien de Wit, profesor del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y coautor del estudio. "La razón por la que está cerca del algodón de azúcar es porque ambos son básicamente aire. El planeta es básicamente súper esponjoso".
Los investigadores sospechan que el nuevo planeta está formado principalmente por hidrógeno y helio, como la mayoría de los demás gigantes gaseosos de la galaxia. Para WASP-193b, estos gases probablemente formen una atmósfera enormemente inflada que se extiende decenas de miles de kilómetros más allá de la propia atmósfera de Júpiter. Cómo exactamente un planeta puede inflarse tanto es una pregunta que ninguna teoría existente sobre la formación planetaria puede responder todavía. Ciertamente requiere un depósito significativo de energía en las profundidades del interior del planeta, pero aún no se comprenden los detalles del mecanismo.
"No sabemos dónde ubicar a 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 limitarnos un camino evolutivo de este planeta", añade Francisco Pozuelos, astrónomo del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC, Granada, España).
"WASP-193b es un misterio cósmico. Resolverlo requerirá más trabajo observacional y teórico, en particular para medir sus propiedades atmosféricas con el telescopio espacial JWST y confrontarlos con diferentes mecanismos teóricos que posiblemente resulten en una inflación tan extrema", concluye Barkaoui.
Más información: Una atmósfera extendida de baja densidad alrededor del planeta WASP-193 b, del tamaño de Júpiter, Astronomía natural (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02259-y
Información de la revista: Astronomía de la naturaleza
Proporcionado por la Universidad de Lieja
