Esta foto es la mejor imagen hasta ahora del nacimiento de un exoplaneta

Al centro de la imagen se encuentra una joven estrella del sistema planetario WISPIT 2, ubicado a 437 años luz de la Tierra. A su alrededor podemos ver los discos protoplanetarios, anillos conformados por polvo y gases. Pero aquí lo que llama la atención es un punto color púrpura a la derecha del anillo más luminoso. Ese punto es un exoplaneta de nombre WISPIT 2b y es algo que nunca se había observado antes: un gigante gaseoso en plena formación dentro de un hueco en un disco protoplanetario.

Decir que WISPIT 2b es un planeta “bebé” no sería exagerado, pero depende del contexto. Con una edad de apenas 5 millones de años, este exoplaneta es casi 1,000 veces más joven que la Tierra, aunque cinco veces la masa de Júpiter. Por decirlo así, es un bebé grande. Se cree que los discos protoplanetarios que rodean a una estrella son algo así como una “cuna cósmica”, ya que son los espacios donde se forman los planetas. Al nacer, un nuevo planeta empieza a formar un hueco en un anillo en la medida en que empuja y dispersa el material polvoriento del disco hacia afuera.

Aunque ya se han detectado imágenes de planetas en procesos de formación, no había evidencia de la hipótesis de los huecos, la cual ayudaría a explicar la formación de la Tierra dentro de un disco protoplanetario hace miles de millones de años.

«Se han escrito docenas de artículos teóricos sobre la causa de estos huecos en los discos observados por protoplanetas, pero nadie había encontrado uno definitivo hasta hoy», dijo Laird Close, profesor de Astronomía en la Universidad de Arizona. La importancia de este descubrimiento es considerable, ya que la ausencia de descubrimientos planetarios en estos huecos estaba derivando en explicaciones alternativas para el patrón de anillos y huecos presente en muchos discos protoplanetarios.

«De hecho, ha sido un punto de controversia, tanto en la literatura científica como en la astronomía en general, que tengamos estos huecos tan oscuros, pero no podamos detectar los tenues exoplanetas que contienen», afirmó Close. «Muchos han dudado de que los protoplanetas puedan crear estos huecos, pero ahora sabemos que, de hecho, sí pueden».

A los telescopios

Los discos protoplanetarios de WISPIT 2 fueron observados originalmente con el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (en el norte de Chile), mediante su instrumento Spectro-Polarimetric High-Contrast Exoplanet Research (VLT-SPHERE). Al detectar un hueco conspicuo en los resultados, los investigadores recurrieron al sistema de óptica adaptativa extrema MagAO-X, un generador de imágenes de exoplanetas de alto contraste en el telescopio Magallanes 2 (Clay), ubicado en el Observatorio Las Campanas, en Chile.

«En cuanto activamos el sistema de óptica adaptativa, el planeta saltó a la vista», dijo el investigador. «Tras combinar dos horas de imágenes, simplemente apareció». Dicho descubrimiento, el más importante de su carrera, según el profesor Close, fue posible porque MagAO-X está especialmente diseñado para detectar luz de hidrógeno-alfa (H-alfa). Este tipo de luz visible se emite cuando el gas hidrógeno cae desde un disco protoplanetario sobre planetas en plena formación. Al observar el sistema en luz H-alfa, el equipo detectó WISPIT 2b como un punto claro en uno de los huecos oscuros en el disco que rodea a la estrella.

Es de notar que este instrumento captura imágenes directas, por lo que no solo detectó a WISPIT 2b, sino que capturó una fotografía del gigante gaseoso en plena formación y dándole forma también a su entorno al desplazar material para crear ese hueco. También se hicieron observaciones con otro instrumento, el detector LMIRcam, parte del interferómetro del gran telescopio binocular (en el sudeste de Arizona). Además de confirmar la presencia de WISPIT 2b en otras longitudes de onda de luz infrarroja. se detectaron indicios de otro exoplaneta, un candidato designado CC1, en uno de los otros huecos en un anillo todavía más cercano a la estrella. Por supuesto, se van a requerir más observaciones antes de confirmar la existencia de este posible exoplaneta.

Estas investigaciones fueron encabezadas por el profesor Close y Richelle van Capelleveen, estudiante de posgrado en Astronomía en el Observatorio de Leiden, Países Bajos. Sus resultados se encuentran en dos estudios publicados simultáneamente (el primero con los datos de VLT-SPHERE y el segundo con los de MagAO-X) en la revista The Astrophysical Journal Letters.

«Para observar planetas en su fugaz juventud, los astrónomos deben encontrar sistemas de discos jóvenes, que son poco comunes», dijo van Capelleveen, «porque es el único momento en que realmente son más brillantes y detectables. Si el sistema WISPIT 2 tuviera la edad de nuestro sistema solar y usáramos la misma tecnología para observarlo, no veríamos nada. Todo sería demasiado frío y demasiado oscuro».