GJ 3512b, un planeta que no debería existir

Impresión artística de un planeta similar a Júpiter con un color azulado que orbita una fría enana roja. Crédito: © CARMENES / RenderArea / J. Bollaín / C. Gallego

La enana roja GJ 3512 se encuentra a 30 años luz de nosotros. Aunque la estrella es solo una décima parte de la masa del Sol, posee un planeta gigante, una observación inesperada. "Alrededor de esas estrellas solo debería haber planetas del tamaño de la Tierra o Súper-Tierras algo más masivas", dice Christoph Mordasini, profesor de la Universidad de Berna y miembro del Centro Nacional de Competencia en Investigación (NCCR) PlanetS: "GJ 3512b, sin embargo, es un planeta gigante con una masa aproximadamente la mitad de grande que la de Júpiter y, por lo tanto, al menos un orden de magnitud más masivo que los planetas predichos por modelos teóricos para estrellas tan pequeñas ". 

El misterioso planeta fue detectado por un consorcio de investigación español-alemán llamado CARMENES, que se ha fijado el objetivo de descubrir planetas alrededor de las estrellas más pequeñas. Para este propósito, el consorcio construyó un nuevo instrumento, que se instaló en el Observatorio de Calar Alto a 2100 m de altitud en el sur de España. Las observaciones con este espectrógrafo infrarrojo mostraron que la pequeña estrella se movía regularmente hacia y desde nosotros, un fenómeno desencadenado por un compañero que tenía que ser particularmente masivo en este caso. Debido a que este descubrimiento fue tan inesperado, el consorcio contactó, entre otros, con el grupo de investigación de Berna de Mordasini, uno de los principales expertos mundiales en la teoría de la formación de planetas, para discutir escenarios de formación plausibles para el exoplaneta gigante. El artículo con todas las contribuciones ha sido publicado en la revista Science. 

El exoplaneta GJ 3512b fue descubierto por el consorcio CARMENES con un instrumento instalado en el Observatorio de Calar Alto, en el sur de España. Crédito: © Pedro Amado / Marco Azzaro - IAA / CSIC.

¿Proceso ascendente o colapso? 

"Nuestro modelo de formación y evolución de planetas predice que alrededor de estrellas pequeñas se formará una gran cantidad de planetas pequeños", resume Mordasini, refiriéndose a otro sistema planetario conocido como ejemplo: Trappist-1. Esta estrella comparable a GJ 3512 tiene siete planetas con masas aproximadamente iguales o incluso menores que la masa de la Tierra. En este caso, los cálculos del modelo de Berna concuerdan bien con la observación. No es así con GJ 3512. "Nuestro modelo predice que no debería haber planetas gigantes alrededor de tales estrellas", dice Mordasini. Una posible explicación para el fracaso de la teoría actual podría ser el mecanismo subyacente al modelo, conocido como acreción central. Los planetas se forman por el crecimiento gradual de cuerpos pequeños en masas cada vez más grandes. Los expertos llaman a esto un "proceso de abajo hacia arriba". 

Comparación de la síntesis de la población planetaria del Modelo de Berna con el sistema solar, y con Trappist 1 y GJ 3512b. El sistema solar y Trappist 1 están de acuerdo con el modelo, GJ 3512b es mucho más masivo que las predicciones del modelo. © Universidad de Berna, gráficos: Christoph Mordasini.

Quizás el planeta gigante GJ 3512b se formó por un mecanismo fundamentalmente diferente, un llamado colapso gravitacional. "Una parte del disco de gas en el que se forman los planetas se derrumba directamente bajo su propia fuerza gravitacional", explica Mordasini: "Un proceso de arriba hacia abajo". Pero incluso esta explicación plantea problemas. "¿Por qué el planeta no ha seguido creciendo y migrando más cerca de la estrella en este caso? Uno esperaría ambos si el disco de gas tuviera suficiente masa para volverse inestable bajo su gravedad", dice el experto y agrega: "El planeta GJ 3512b es, por lo tanto, un descubrimiento importante que debería mejorar nuestra comprensión de cómo se forman los planetas alrededor de tales estrellas ". 

Fuente: universidad de Berna,