Dos planetas en gestación: los astrónomos observan por primera vez cómo mundos recién nacidos esculpen su entorno

Durante décadas, los astrónomos han intuido que las extrañas formas observadas en los discos protoplanetarios -anillos, huecos o brazos espirales- podían ser el rastro de planetas en plena formación. Ahora, por primera vez, han conseguido captar señales claras de objetos emergentes que interactúan con su entorno, confirmando algunas de las predicciones más importantes de los modelos teóricos.

En un sistema, el planeta parece estar tallando una espiral dentro del disco; en el otro, un objeto aún por definir -quizá una enana marrón o un planeta masivo- se estaría formando mediante un mecanismo poco habitual: el colapso directo de fragmentos del disco por inestabilidad gravitacional.

Ambos descubrimientos han sido posibles gracias al instrumento ERIS (Imágenes y espectrógrafo de resolución mejorada), instalado en el Very Large Telescope (VLT) del European Southern Observatory (ESO) en Chile, capaz de captar luz en el infrarrojo con altísima resolución. ¿Qué se ha encontrado en cada sistema y por qué es importante?

El planeta que talla una espiral en torno a HD 135344B

El primer hallazgo se ha producido en el sistema HD 135344B, una estrella joven situada a unos 440 años luz de la Tierra. Este sistema ya era conocido por mostrar una llamativa estructura espiral en el disco de gas y polvo que la rodea, captada anteriormente con instrumentos como SPHERE y ALMA. Sin embargo, hasta ahora no se había encontrado al responsable de esas formas.

Gracias a las nuevas observaciones con ERIS, un equipo liderado por Francesco Maio (Universidad de Florencia e INAF) ha detectado un objeto puntual en el lugar exacto donde los modelos predecían la presencia de un planeta: en la base de uno de los brazos espirales del disco.

La señal, captada en el infrarrojo cercano, coincide con un objeto muy incrustado en el material del disco, que emite una luz propia y se encuentra a unas 28 unidades astronómicas de la estrella (una distancia comparable a la de Neptuno en el Sistema Solar).

Los investigadores, cuyo estudio se ha publicado en Astronomy & Astrophysics, estiman que el objeto tiene una masa mínima de unas dos veces la de Júpiter y que podría estar rodeado de un disco propio -un disco circumplanetario- que contribuiría a su brillo infrarrojo.

La intensidad de la señal, combinada con los datos de otras longitudes de onda y con modelos de interacción planeta-disco, permite asociar este candidato con la formación activa de estructuras en el entorno, como la cavidad interior del disco y los brazos espirales.

Además de detectar este posible protoplaneta (designado provisionalmente como HD 135344B b), el equipo también identificó una nueva espiral previamente no observada y descartó la presencia de planetas más masivos en el disco exterior. Todo ello refuerza la hipótesis de que este único planeta en gestación es el principal artífice del complejo paisaje del disco.

Un objeto extraño se forma por colapso gravitacional en V960 Mon

El segundo descubrimiento se ha producido en un sistema mucho más joven y caótico: V960 Mon, una estrella de tipo FU Orionis situada a unos 2.200 años luz de la Tierra. Este tipo de estrellas se caracteriza por experimentar violentos estallidos de luminosidad debido a episodios de acreción súbita.

En 2023, las observaciones con ALMA y SPHERE ya habían mostrado que el disco que rodea a V960 Mon era inestable y fragmentado, con brazos espirales que parecían estar colapsando en grumos más densos.

Ahora, un equipo liderado por Anuroop Dasgupta (ESO y Universidad Diego Portales) ha detectado con ERIS un objeto brillante incrustado en uno de estos brazos. Su localización, su brillo infrarrojo y su co-localización con estructuras observadas en longitudes de onda submilimétricas lo convierten en un candidato claro a objeto subestelar en formación, aunque su naturaleza exacta sigue sin determinarse. El estudio se ha publicado en The Astrophysical Journal Letters.

El análisis fotométrico sugiere que el objeto podría tener una masa muy elevada -hasta 660 veces la de Júpiter- si todo el brillo proviniese de su fotosfera. Sin embargo, los autores explican que esa luminosidad probablemente se deba, en gran medida, a un disco circumplanetario o a material en acreción, por lo que la masa real sería considerablemente menor.

Lo más relevante es que su origen podría no ser la acreción núcleo por núcleo, como en los planetas del Sistema Solar, sino un colapso directo del disco por inestabilidad gravitacional.

Si se confirma esta hipótesis, estaríamos ante una de las primeras pruebas observacionales de este mecanismo de formación planetaria, que los modelos teóricos llevan años prediciendo pero que aún carece de evidencias directas.

También abriría nuevas preguntas sobre la evolución de estos objetos, que podrían convertirse en planetas gigantes o enanas marrones, dependiendo de cuánta masa acumulen.

Una nueva era para el estudio de los planetas en formación

Estos dos hallazgos marcan un hito en el estudio de la formación planetaria. Por un lado, se ha logrado por primera vez detectar directamente un planeta que esculpe el disco en el que nace. Por otro, se ha identificado un objeto que podría estar formándose mediante un proceso radicalmente distinto, ampliando el abanico de mecanismos posibles en la génesis de sistemas planetarios.

Ambos descubrimientos han sido posibles gracias a la capacidad del instrumento ERIS de captar luz infrarroja con una resolución y sensibilidad sin precedentes, especialmente en entornos polvorientos y dinámicos donde otros instrumentos fallan. La combinación con datos anteriores de ALMA y SPHERE permite no solo detectar estos objetos, sino también interpretar su entorno en detalle.

A medida que se consolide el uso de instrumentos como ERIS y se desarrollen nuevos modelos de formación planetaria, es previsible que se descubran más objetos en fases tempranas de desarrollo. Esto permitirá comparar distintos escenarios, validar (o descartar) teorías y, con el tiempo, construir una imagen más completa de cómo nacen los mundos.