Los astrónomos desconcertados por la densidad del algodón de azúcar del exoplaneta ‘esponjoso’

Los astrónomos han descubierto WASP-193 b, un planeta gigante con una densidad comparable a la del algodón de azúcar. Este extraordinario planeta, situado a unos 1.200 años luz de distancia, es un 50% más grande que Júpiter (el planeta más grande del sistema solar), pero con una séptima parte de su masa.

El equipo internacional de astrónomos liderado por el Laboratorio EXOTIC de la Universidad de Lieja, en colaboración con el MIT y el Instituto de Astrofísica de Andalucía, quedó atónito ante el descubrimiento. Los modelos actuales de formación planetaria no pueden explicar estos planetas «esponjosos», pero de todos modos existen.

«WASP-193 b es el segundo planeta menos denso descubierto hasta la fecha, después de Kepler-51 d, que es mucho más pequeño», dijo Khalid Barkaoui, investigador postdoctoral en el Laboratorio EXOTIC de la ULiège y primer autor del nuevo estudio.

“Su densidad extremadamente baja lo convierte en una auténtica 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 el supuesto poco realista de una estructura sin núcleo.

Bola de pelusa celestial

El descubrimiento comenzó con la Búsqueda de Planetas de Gran Angular (WASP), una colaboración de instituciones académicas que utilizan observatorios robóticos que rastrean el brillo estelar en el cielo. El observatorio WASP-Sur detectó una caída periódica en la luz de la estrella WASP-193, lo que indica un planeta que pasa frente a la estrella cada 6,25 días.

Se realizaron más observaciones utilizando los observatorios TRAPPIST-South y SPECULOOS-South en Chile para confirmar la naturaleza planetaria del objeto. Los datos espectroscópicos de los espectrógrafos HARPS y CORALIE proporcionaron la masa del planeta.

Para su sorpresa, las mediciones revelaron una densidad de aproximadamente 0,059 gramos por centímetro cúbico. Esto era mucho menos que los 1,33 gramos por centímetro cúbico de Júpiter y los 5,51 gramos por centímetro cúbico de la Tierra. Como referencia, el algodón de azúcar tiene una densidad de 0,05 gramos por centímetro cúbico.

Aunque es un planeta muy grande, la delgada atmósfera del exoplaneta y la gran distancia de nuestros observatorios han hecho que estimar su masa sea un gran desafío. Los astrónomos tuvieron que analizar datos durante cuatro años de observación para detectar la diminuta influencia gravitacional en el bamboleo de su estrella madre.

Los misterios de WASP-193 b

La densidad extremadamente baja de WASP-193 b sugiere un planeta compuesto principalmente de hidrógeno y helio, formando una atmósfera inflada de decenas de miles de kilómetros de espesor.

«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 se parece al algodón de azúcar es porque ambos son bastante aireados. El planeta es básicamente súper esponjoso”.

Francisco Pozuelos, del Instituto de Astrofísica de Andalucía, enfatizó la necesidad de realizar más observaciones para comprender cómo se pudo formar un planeta así. La densidad extremadamente baja probablemente se deba a la proximidad de su estrella madre, pero esto es especulativo en este momento. Los estudios futuros, especialmente con el telescopio espacial James Webb, serán cruciales para descubrir los secretos de la atmósfera y su formación.

«WASP-193b es un misterio cósmico», concluyó Barkaoui. Su solución requerirá más trabajo observacional y teórico para medir sus propiedades atmosféricas y comprender los mecanismos detrás de su inflación extrema.

Los hallazgos aparecieron en la revista. Naturaleza Astronomía.