Una colaboración internacional ha descubierto dos de los planetas gigantes de menor densidad jamás registrados. El estudio describe unos raros "superesponjosos" con densidades inferiores a la del algodón de azúcar. La investigación, liderada por la Universidad de Oxford, la Costa Azul y la Universidad de Birmingham, ha revelado un sistema inusual que desafía nuestra comprensión de cómo se forman los mundos gigantes.
Los planetas TOI-791 b y TOI-791 c orbitan una estrella enana F7 a 1110 años luz de distancia en la constelación austral de Volans. Aunque ambos planetas tienen un tamaño similar al de Júpiter, presentan una distribución inusualmente difusa. La densidad de TOI-791 b es de 0,038 gramos por centímetro cúbico, mientras que la de TOI-791 c es de 0,047 gramos por centímetro cúbico.
A modo de comparación, la densidad del algodón de azúcar es de aproximadamente 0,05 gramos por centímetro cúbico, mientras que la de la Tierra es de 5,5 gramos por centímetro cúbico. La densidad media de Júpiter es de 1,33 gramos por centímetro cúbico, lo que supone entre 28 y 35 veces mayor que la de estos esponjosos planetas.
Análisis de la resonancia de planetas gemelos
Estos planetas son "hermanos", formados a partir del mismo disco de gas y polvo que rodeaba a su joven estrella. Se encuentran en una interacción gravitatoria poco común conocida como resonancia de movimiento medio 5:3. Por cada cinco órbitas que completa el planeta interior, el exterior completa casi exactamente tres. Esta interacción gravitatoria provoca que los planetas se atraigan mutuamente de forma repetida, causando cambios medibles en el momento de sus tránsitos a través de la estrella.
Solo se conocen otros cuatro sistemas que contienen múltiples superplanetas, lo que convierte a TOI-791 en un laboratorio excepcionalmente raro. Los voluntarios que participan en el proyecto de ciencia ciudadana Planet Hunters TESS identificaron estos planetas por primera vez en 2019 y 2023 utilizando el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA. Posteriormente, los investigadores calcularon sus densidades combinando datos de observación sobre sus tamaños y masas.
Cosecha en la continua oscuridad antártica.
Cuando un planeta pasa frente a su estrella, atenúa ligeramente su luz, lo que permite determinar su tamaño. Analizando las pequeñas variaciones en el tiempo de tránsito causadas por la atracción gravitatoria mutua de los planetas, el equipo estimó sus masas y bajas densidades. Este descubrimiento fue el resultado de ocho años de observaciones, incluyendo datos del telescopio terrestre ASTEP en la Antártida.
El invierno antártico ofreció una ventaja única. Meses de oscuridad ininterrumpida permitieron a los astrónomos registrar tránsitos planetarios excepcionalmente largos a través del disco solar, cada uno de más de 11 horas de duración, en una sola observación continua. Estos son oficialmente los tránsitos planetarios continuos más largos a través del disco solar jamás observados en su totalidad desde la Tierra.
Estudio de la evolución de las capas de gas
Los astrónomos aún debaten sobre cómo se forman los planetas superinflados. Una de las principales teorías sugiere que poseen enormes atmósferas ricas en hidrógeno y helio que constituyen una parte significativa de su masa total.
Estas gigantescas capas de gas podrían haberse formado durante la formación del planeta, lejos de su estrella, en regiones frías del disco protoplanetario, donde el gas podría acumularse rápidamente alrededor de un núcleo sólido.
Los investigadores pretenden realizar más estudios para comprender mejor la historia de esta formación. Proponen utilizar el Telescopio Espacial James Webb para evaluar si estas atmósferas expandidas contienen compuestos de carbono, nitrógeno y oxígeno. Estas observaciones espaciales aportarán nuevos datos sobre cómo evolucionaron estos inusuales sistemas multiplanetarios a lo largo de extensos periodos de tiempo.
Los resultados del estudio se publicaron por primera vez en la revista Boletines mensuales de la Real Sociedad Astronómica.