UNAM confirma protoplaneta con cinco veces la masa de Júpiter en formación

Un equipo internacional encabezado por el investigador Aníbal Sierra Morales, del Instituto de Astronomía de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), confirmó la presencia de un protoplaneta que se encuentra en proceso de formación alrededor de la estrella J16120, ubicada aproximadamente a 430 años luz de la Tierra.

El objeto tendría una masa estimada de entre cuatro y cinco veces la de Júpiter, el planeta más grande del Sistema Solar. El hallazgo representa una de las evidencias observacionales más sólidas hasta ahora de un planeta que todavía se encuentra en sus primeras etapas de formación.

La investigación utilizó información obtenida mediante el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un conjunto de 66 radiotelescopios instalado a unos cinco mil metros de altitud en el desierto de Atacama, Chile.

El resultado es especialmente relevante porque los científicos pudieron identificar alteraciones en el movimiento del gas que rodea a la estrella, un patrón que había sido anticipado mediante simulaciones computacionales realizadas desde 2019.

La estrella J16120 está rodeada por un disco de gas y polvo, una estructura que constituye el material a partir del cual pueden formarse nuevos planetas. Los investigadores observaron que el comportamiento del gas no coincidía completamente con el movimiento esperado si el disco no tuviera perturbaciones.

En una región determinada, el gas gira más rápido de lo previsto, mientras que en el lado contrario lo hace más lentamente. Entre ambas zonas aparece además un incremento en la dispersión de velocidades. Para el equipo encabezado por Sierra Morales, estas alteraciones son consistentes con la presencia de un cuerpo masivo que está modificando el material que lo rodea.

Ese cuerpo sería el protoplaneta, localizado aproximadamente a 32 unidades astronómicas de la estrella. Una unidad astronómica equivale a la distancia promedio entre la Tierra y el Sol.

Uno de los aspectos más destacados del descubrimiento es que la señal observada coincide con un fenómeno que había sido predicho teóricamente. En 2019, investigadores realizaron simulaciones para determinar cómo debería comportarse el gas de un disco protoplanetario cuando existe un planeta en proceso de formación.

Los modelos anticipaban que la presencia del planeta provocaría un incremento de la turbulencia alrededor de su posición y alteraciones que podrían extenderse a lo largo de su órbita. Años después, los investigadores encontraron precisamente este comportamiento en las observaciones de J16120.

“Lo que se había predicho lo estamos confirmando desde las observaciones”, explicó Aníbal Sierra, quien destacó que se trata de una evidencia particularmente novedosa para estudiar cómo nacen los planetas fuera del Sistema Solar.

ALMA permitió observar las huellas del protoplaneta

La investigación comenzó a tomar forma en 2023, cuando el equipo obtuvo mediante ALMA imágenes del disco que rodea a J16120. Posteriormente, los científicos construyeron un modelo computacional que representaba cómo debería comportarse el disco si no existiera un objeto perturbándolo.

Al comparar el modelo con las observaciones reales, aparecieron desviaciones localizadas y estructuras a gran escala que no podían explicarse fácilmente como ruido o errores de los instrumentos. La evidencia también fue reforzada por observaciones independientes realizadas por otros equipos científicos.

De acuerdo con la UNAM, se identificó en la misma región un punto brillante en infrarrojo, emisión de hidrógeno alfa y emisión de polvo en longitudes de onda milimétricas. La coincidencia de diferentes métodos fortaleció la hipótesis de que el objeto realmente corresponde a un planeta en formación.

¿Qué es un protoplaneta?

Un protoplaneta es un cuerpo celeste que se encuentra en las primeras etapas de su desarrollo y que surge dentro del disco de material que rodea a una estrella joven. Con el paso del tiempo, estos cuerpos pueden acumular gas, polvo y otros materiales hasta convertirse en planetas plenamente desarrollados.

Observar directamente este proceso resulta complicado porque los planetas jóvenes se encuentran inmersos en grandes cantidades de material y su brillo puede quedar opacado por la estrella que los acompaña. Por ello, los científicos recurren a métodos indirectos, como estudiar la manera en que el gas y el polvo se comportan alrededor del objeto.

El caso de J16120 es particularmente interesante porque distintas observaciones independientes apuntan hacia la misma región del disco.

El descubrimiento es resultado de una colaboración en la que participa el Instituto de Astronomía de la UNAM, junto con instituciones académicas y científicas de diversos países.

Entre ellas se encuentran University College London y la Universidad de Cambridge, en Reino Unido; las universidades de Florida, Michigan y Arizona, en Estados Unidos; el Instituto Kavli de la Universidad de Pekín, en China; universidades de Chile; los institutos Max Planck de Astronomía y Física Extraterrestre, en Alemania; la Universidad de Milán, en Italia; además del Observatorio Europeo Austral y el propio ALMA.

El trabajo científico fue encabezado por Aníbal Sierra Morales y analiza las perturbaciones del gas como una herramienta para identificar planetas que todavía no pueden observarse directamente con facilidad.

Aunque la evidencia disponible es considerada sólida, los investigadores continuarán realizando observaciones para conocer mejor las características del protoplaneta. Uno de los siguientes pasos será estudiar diferentes trazadores químicos para determinar si el gas alrededor del objeto presenta temperaturas superiores a las del material circundante.

También se realizarán observaciones con el instrumento SPHERE, con las que el equipo buscará obtener información adicional sobre las características del cuerpo celeste. Los nuevos datos están previstos para llegar a mediados de 2027, lo que permitirá ampliar el conocimiento sobre el sistema J16120 y comprobar nuevas propiedades del planeta naciente.

Un vistazo a cómo nacen los mundos

El hallazgo encabezado por la UNAM ofrece una oportunidad para estudiar un proceso que normalmente ocurre a enormes distancias y durante periodos de tiempo que resultan imposibles de observar directamente desde la Tierra.

La combinación de observaciones astronómicas, simulaciones computacionales y diferentes métodos de detección permitió reconstruir las señales que deja un planeta mientras se forma.

Para la astronomía, estudiar un objeto como el protoplaneta de J16120 puede ayudar a comprender mejor cómo nacen los gigantes gaseosos, cómo interactúan con los discos que los rodean y qué condiciones determinan la arquitectura final de los sistemas planetarios.

El descubrimiento coloca nuevamente a investigadores de la UNAM en el centro de una investigación internacional sobre la formación de planetas, mientras nuevas observaciones buscarán convertir las actuales evidencias en una caracterización cada vez más precisa de este mundo en nacimiento.

Olfatea otras noticias:

Océanos alcanzan temperatura récord y alertan por efectos climáticos