Un sistema planetario único se encuentra a unos 190 años luz de la Tierra, donde un hot Jupiter comparte su órbita con un mini-Neptuno. Este inusual emparejamiento ha intrigado a los astrónomos desde su descubrimiento en 2020.
Científicos del MIT han analizado la atmósfera del mini-Neptuno, que orbita dentro de la trayectoria de su compañero gigante. Sus observaciones han proporcionado pistas sobre el origen de este sistema planetario.
Descubrimiento de la atmósfera del mini-Neptuno
En un estudio publicado en Astrophysical Journal Letters, los investigadores informan sobre nuevas mediciones de la atmósfera del mini-Neptuno, realizadas con el telescopio espacial James Webb. Es la primera vez que se mide la composición de un mini-Neptuno que orbita dentro de la trayectoria de un hot Jupiter.
Los resultados revelan que este pequeño planeta tiene una atmósfera densa, rica en vapor de agua, dióxido de carbono, dióxido de azufre y trazas de metano. Este tipo de atmósfera no podría haberse formado en su ubicación actual, muy cerca de su estrella.
Teoría sobre su origen
Los científicos sugieren que tanto el mini-Neptuno como el hot Jupiter pudieron formarse mucho más lejos, en una región más fría del disco protoplanetario. Allí, los planetas habrían acumulado atmósferas compuestas de hielo y otros volátiles. Con el tiempo, se habrían acercado a la estrella, conservando sus atmósferas.
Este estudio también demuestra que los mini-Neptunes pueden formarse más allá de la línea de hielo de una estrella, donde el agua se condensa en hielo. “Esta es la primera vez que observamos la atmósfera de un planeta dentro de la órbita de un hot Jupiter”, afirma Saugata Barat, autor principal del estudio.
Un sistema planetario excepcional
Los mini-Neptunes son planetas menos masivos que Neptuno y están compuestos principalmente de gas con un núcleo rocoso. Aunque son comunes en la Vía Láctea, no hay ninguno en nuestro sistema solar. En 2020, Chelsea X. Huang descubrió un mini-Neptuno orbitando junto a un hot Jupiter, un hecho raro en el ámbito de la astronomía.
La astronomía ha observado numerosas configuraciones planetarias, pero el hallazgo de Huang plantea preguntas sobre la formación de sistemas con un hot Jupiter y un mini-Neptuno. Este descubrimiento se realizó utilizando el satélite TESS de la NASA, que identificó ambos planetas orbitando a la estrella TOI-1130.
El desafío de observar el sistema
La investigación sobre TOI-1130b, el mini-Neptuno, requirió un esfuerzo exhaustivo para capturarlo en el momento adecuado. Los planetas se encuentran en una resonancia de movimiento medio, lo que complica la predicción de sus órbitas. El equipo, liderado por Judith Korth, desarrolló un modelo para anticipar cuándo los planetas serían visibles desde JWST.
Los resultados fueron sorprendentes, mostrando que el mini-Neptuno absorbe longitudes de onda asociadas con agua, dióxido de carbono, dióxido de azufre y metano, lo que contradice la suposición de que debería tener una atmósfera ligera.
Confirmación de la nueva teoría
Las observaciones sugieren que el mini-Neptuno acumuló su atmósfera pesada en una región helada, más allá de la línea de hielo, y luego migró hacia su estrella. Esta investigación confirma que los mini-Neptunes pueden formarse en condiciones diferentes a las previamente asumidas.
Barat concluye que este sistema representa una de las arquitecturas más raras encontradas en astronomía y proporciona la primera evidencia de que existen mini-Neptunes formados más allá de la línea de hielo.
Este trabajo fue apoyado en parte por la NASA.
