Más cerca de resolver el misterio de las 42 'extrañas parejas' de planetas errantes

Lo que observó el Webb fue una clase jamás vista de sistemas binarios, y desde entonces los científicos están tratando de averiguar cómo algo así puede llegar a existir. Ahora, y gracias al estudio llevado a cabo por un equipo de astrónomos de la Universidad de Cornell, el misterio parece estar más cerca de resolverse. El trabajo puede consultarse ya en el servidor de prepublicaciones 'arXiv'.

Descubiertos por primera vez hace dos décadas, los planetas 'errantes', que no dependen de una estrella madre, son inesperadamente abundantes en el espacio. Se han observado ya cientos de ellos, pero el año pasado el James Webb llevó a cabo la mayor 'captura' de todas: Más de 500 de una sola vez, flotando libremente en una región de espacio de forma trapezoidal dentro de la Nebulosa de Orión. Y, lo más notable, 84 de ellos, todos con masas de entre 0,7 y 13 veces la de Júpiter, formando sistemas binarios, parejas de planetas que se orbitan entre sí.

Ni que decir tiene que el hallazgo dejó a la comunidad astronómica totalmente desconcertada. Desde luego, el modo en que se forman estos JUMBOs (Jupiter-mass binary objects, Objetos binarios con la masa de Júpiter), y en general todos los planetas solitarios, sigue siendo, hoy por hoy, un misterio sin resolver. Existe la idea de que estos planetas, en parejas o no, se forman cuando nubes de gas y polvo colapsan bajo su propia gravedad. Es decir, algo muy similar, aunque en versión reducida, a la forma en que nacen las estrellas. Pero la idea no convence a todo el mundo.

Como tampoco lo hace otra hipótesis, la de que estos planetas son expulsados de sus sistemas planetarios de origen debido a la fuerza gravitacional de un objeto de paso particularmente grande, por ejemplo una estrella viajera.

«El sobrevuelo estelar -explica el astrofísico Dong Lai, autor principal del estudio- es solo una de las formas de producir planetas errantes». De hecho, y tras los descubrimientos del año pasado, otro equipo de investigadores ya calculó que los JUMBOs tenían aproximadamente cinco veces menos probabilidades que otros planetas solitarios individuales de ser 'arrancados' de sus estrellas madre por una estrella pasajera.

Para descubrir si esto era realmente así, Lai y su equipo pusieron a punto decenas de miles de simulaciones de un sistema planetario que contenía un par de mundos de la masa de Júpiter orbitando alrededor de una estrella similar al Sol.

En cada simulación, los investigadores permitieron el paso cercano de una segunda estrella de tamaño similar, y se centraron en la fracción de simulaciones en las que ambos planetas resultaban expulsados de sus órbitas. En todas ellas, el equipo ajustó varios parámetros, como las masas de los planetas, su separación relativa y la velocidad de la estrella pasajera en relación con la estrella madre, para descubrir cómo estos factores afectaban a la frecuencia con la que se expulsan los JUMBOs.

Así, descubrieron que esto resultaba más probable si, inicialmente, los planetas orbitaban cerca el uno del otro, o si eran hasta 4 veces más masivos que Júpiter. Pero incluso en el escenario de mayor probabilidad, las posibilidades de expulsar planetas emparejados, es decir, dos a la vez, seguían siendo increíblemente bajas: menos del 1%.

Muy al contrario, los planetas individuales tenían cientos de veces más probabilidades de ser expulsados durante un sobrevuelo estelar y convertirse en mundos errantes. De hecho, Lai cree que estos 'visitantes estelares' pueden haber dado origen a los casi 500 planetas vagabundos de la Nebulosa de Orión.

En otras palabras, con su estudio Lai y sus colegas han conseguido eliminar una de las posibilidades (la de la estrella de paso) como causa del origen de estas 'parejas planetarias', aunque la idea sí que puede servir para entender cómo surgen los planetas errantes individuales.

Lai y sus colegas, por tanto, creen que su investigación convierte el modelo de colapso de las nubes de gas y polvo en la explicación más probable de cómo se formaron los JUMBOs. En cualquier caso, el investigador ve sus simulaciones como una especie de experimento que, en el futuro, ayudará a las futuras observaciones de telescopios como el Observatorio Vera C. Rubin, actualmente en construcción en Chile. Y serán esas observaciones las que le den (o le quiten) finalmente la razón.