El telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA, ESA (European Space Agency) y la Agencia Espacial Canadiense, ha identificado seis posibles mundos errantes: objetos similares a planetas que no están ligados gravitacionalmente a ninguna estrella. Se trata de una lejana guardería estelar situada en el joven cúmulo estelar NGC1333, a unos 1.000 años luz de distancia de la Tierra, en la constelación de Perseo.
James Webb descubre un sistema de seis planetas sin estrella madreMidjourney/Sarah Romero
Buceando por el espacio
Allí, un equipo de astrónomos ha descubierto cientos de objetos similares a estrellas de reciente formación, entre ellos seis mundos infantiles con masas de entre cinco y quince veces la de Júpiter; un hallazgo que podría proporcionar nuevos datos sobre la formación de estrellas y planetas.
«Nuestras observaciones confirman que la naturaleza produce objetos de masa planetaria de al menos dos formas diferentes: desde la contracción de una nube de gas y polvo, la forma en que se forman las estrellas, y en discos de gas y polvo alrededor de estrellas jóvenes, como lo hizo Júpiter en nuestro propio sistema solar», comenta el rector de Johns Hopkins Ray Jayawardhana, astrofísico y autor principal del estudio que recoge la revista The Astronomical Journal.
Utilizando el instrumento NIRISS en el Webb, los astrónomos midieron el perfil de luz infrarroja (o espectro) de cada objeto en la parte observada del cúmulo de estrellas y reanalizaron 19 enanas marrones conocidas. Es curioso porque, de los objetos observados por James Webb que se formaron de forma similar a una estrella, el más pequeño tiene solo 1.600 veces la masa de la Tierra (recordemos que el Sol es 330.000 veces más masivo que nuestro planeta).
«Si tienes un objeto que se parece a un Júpiter joven, ¿es posible que se haya convertido en una estrella en las condiciones adecuadas? Este es un contexto importante para comprender la formación de estrellas y planetas», se pregunta el experto.
¿Cómo de ligera puede ser una estrella?
«Utilizamos la sensibilidad sin precedentes del Webb en longitudes de onda infrarrojas para buscar los miembros más débiles de un cúmulo estelar joven, buscando abordar una pregunta fundamental en astronomía: ¿cómo de ligero puede formarse un objeto como una estrella?» «, continúa Jayawardhana. «Resulta que los objetos más pequeños que flotan libremente y se forman como estrellas se superponen en masa con exoplanetas gigantes que giran alrededor de estrellas cercanas».
Lo cierto es que no está claro dónde se encuentra el límite entre los mecanismos de formación de un planeta y de una estrella. Se cree que por lo menos algunos planetas se forman a partir de un proceso de abajo a arriba, a partir del material que queda en el disco cuando la estrella termina de formarse, pero dibujar la línea entre ambos procesos formativos es complicado.
Los descubrimientos se derivan del estudio más profundo del Webb de la joven nebulosa NGC 1333, un cúmulo de formación estelar ubicado a unos mil años luz de distancia en la constelación de Perseo.Midjourney/Sarah Romero
Objetos que flotan libremente en el espacio
De acuerdo con los datos proporcionados por el James Webb, los objetos hallados son probablemente gigantes gaseosos cuyas masas oscilan entre 5 y 10 veces la masa de Júpiter. Esto los sitúa entre los objetos menos masivos conocidos que se han originado mediante un proceso generalmente vinculado con la formación de estrellas y enanas marrones. El disco de polvo alrededor del mundo más pequeño es exactamente como el tipo que gira alrededor de las estrellas bebés y que luego da lugar a los sistemas planetarios. ¿Podría ser posible que estos objetos de masa planetaria formen sus propios planetas a partir del material que se forma a su alrededor? Es posible. Y, al no haber detectado nada más pequeño, es posible que se trate del objeto más ligero de este tipo que se puede formar con un disco, al menos en este cúmulo en particular.
El gas y el polvo se arremolinan en el joven cúmulo estelar NGC1333ESA/Webb, NASA & CSA, A. Scholz, K. Muzic, A. Langeveld, R. Jayawardhana)
Esos diminutos objetos con masas comparables a las de los planetas gigantes podrían ser capaces de formar sus propios planetas», afirma el astrofísico Aleks Scholz, de la Universidad de St Andrews de Reino Unido y coautor del trabajo. «Podría tratarse de un vivero de un sistema planetario en miniatura, a una escala mucho menor que nuestro sistema solar».
El equipo planea estudiar estos objetos descubiertos gracias al Webb con más detalle, comparando sus atmósferas con las de las enanas marrones y los planetas gigantes gaseosos y también estudiando la posibilidad de que se formen planetas en el disco de ese objeto ligero.
El telescopio espacial James Webb se encuentra al borde de una era emocionante en la exploración espacial, preparada para revolucionar nuestra comprensión del universo. Su objetivo era y es transformar nuestra visión del cosmos. En los próximos años, es probable que los hallazgos del telescopio planteen nuevas preguntas y desafíos que estaremos deseosos de conocer.
Los mundos errantes pueden originarse a partir de nubes moleculares que colapsan y carecen de la masa necesaria para la fusión nuclear que alimenta a las estrellas.Midjourney/Sarah Romero
Referencias:
- Adam B. Langeveld, Aleks Scholz, Koraljka Mužić, Ray Jayawardhana, Daniel Capela, Loïc Albert, René Doyon, Laura Flagg, Matthew de Furio, Doug Johnstone, David Lafrèniere, Michael Meyer. The JWST/NIRISS Deep Spectroscopic Survey for Young Brown Dwarfs and Free-Floating Planets. Accepted for publication in The Astronomical Journal., 2024 DOI: 10.48550/arXiv.2408.12639
- Scholz, A., Mužić, K., Jayawardhana, R., Quinlan, L., & Wurster, J. (2022). Rogue Planets and Brown Dwarfs: Predicting the Populations Free-floating Planetary Mass Objects Observable with JWST. Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 134. https://doi.org/10.1088/1538-3873/ac9431.
