Resumen:
Los astrónomos confirmaron recientemente un exoplaneta gigante extremadamente joven, Elias 2-24 b. El planeta está a unos 450 años luz de la Tierra y tiene menos de 1 millón de años. Todavía está enterrado profundamente en el disco de gas y polvo que rodea a su estrella madre y continúa acumulando material del material circundante. No sólo es el planeta más joven jamás descubierto, sino que se formó mucho más rápido de lo que esperaban las teorías actuales sobre la formación de planetas.
Elias 2-24 b tiene aproximadamente la misma masa que Júpiter, y el sistema estelar en el que se encuentra aún se encuentra en una etapa muy temprana de evolución. Después del nacimiento de una estrella joven, suele quedar a su alrededor una gran cantidad de gas, polvo, hielo y material rocoso, que gira alrededor de la estrella para formar un disco protoplanetario. Con el tiempo, el material del disco colisionó, se acumuló y formó gradualmente cuerpos celestes cada vez más grandes bajo la influencia de la gravedad y, finalmente, se convirtió en planetas. Es extremadamente raro que los astrónomos observen planetas directamente en el proceso, porque los planetas recién nacidos a menudo quedan oscurecidos por el mismo gas y polvo que los formó.
Los investigadores utilizaron el coronógrafo del Observatorio Keck en Hawái para volver a analizar los datos de observación acumulados previamente. Un coronógrafo bloquea la luz extremadamente brillante de una estrella, dando a los astrónomos la oportunidad de buscar objetos cercanos, mucho menos luminosos. El equipo de investigación ha realizado previamente observaciones de 7 estrellas con discos de material a su alrededor, y se ha considerado que estructuras como anillos y huecos en estos discos posiblemente estén relacionados con los planetas en formación.
Entre ellos, hay un estrecho espacio muy obvio en el disco de polvo alrededor de Elias 2-24. Los investigadores creen que si un planeta creciera aquí, su gravedad continuaría absorbiendo el material circundante y despejando una órbita en el disco, creando una brecha obvia. Finalmente, los investigadores encontraron a Elias 2-24 b dentro de este espacio.
El descubrimiento de este planeta en realidad se remonta a unos 10 años. Anteriormente, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile había descubierto una brecha en el disco de polvo que rodea a Elias 2-24. Posteriormente, el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral descubrió un punto de luz muy débil en esta brecha. Los astrónomos sospecharon en ese momento que podría tratarse de un planeta en formación, pero esta explicación era difícil de cuadrar con los modelos existentes de formación de planetas.
El problema es que este candidato a planeta está muy lejos de su estrella madre, aproximadamente 55 veces la distancia entre la Tierra y el Sol. Según la teoría actual, se necesitarían unos 5 millones de años para formar un planeta gigante con la masa de Júpiter a una distancia del sol equivalente a la órbita de Júpiter, y si está más lejos de la estrella, suele tardar más. Sin embargo, el sistema estelar en el que se encuentra Elias 2-24 b tiene menos de 1 millón de años, lo que significa que debe haber completado un crecimiento a gran escala en un tiempo mucho más corto de lo esperado teóricamente.
Luego, los investigadores recuperaron los archivos de observación histórica del Observatorio Keck, con la esperanza de confirmar si el misterioso punto de luz ya había aparecido. Los resultados mostraron que la misma fuente de luz tenue también apareció en los datos de observación del Telescopio Keck en 2018 y 2020. Al combinar observaciones de diferentes años y rastrear la posición de la mancha a lo largo del tiempo, los investigadores descubrieron que se movía de una manera consistente con un planeta que orbita la estrella, en lugar de una estrella de fondo o un artefacto producido por el proceso de imágenes del telescopio.
Estas observaciones a largo plazo finalmente permitieron al equipo de investigación confirmar que este misterioso punto de luz es Elias 2-24 b. No sólo tiene una masa cercana a la de Júpiter, sino que todavía se encuentra en la etapa de crecimiento en la que continúa acumulando material circundante, por lo que los astrónomos en realidad están observando el proceso de "nacimiento" de un planeta gigante.
Este descubrimiento plantea nuevos desafíos a las teorías existentes sobre la formación de planetas. Los planetas más jóvenes que anteriormente se pensaba que estaban ubicados en los sistemas PDS 70 y WISPIT 2 tienen más de 5 millones de años. Elias 2-24 b tiene menos de 1 millón de años, pero ha crecido hasta alcanzar casi la masa de Júpiter, lo que indica que la velocidad de formación de planetas gigantes puede ser mucho más rápida de lo que se pensaba anteriormente.
Los investigadores señalaron que la Vía Láctea está constantemente formando nuevas estrellas y planetas, por lo que en realidad hay planetas en diversas etapas de evolución en el universo. Sin embargo, el alcance que los telescopios existentes pueden observar directamente es todavía muy limitado. La mayoría de los aproximadamente 6.000 exoplanetas confirmados tienen miles de millones de años y normalmente orbitan relativamente cerca de sus estrellas madre. Por el contrario, los planetas recién nacidos suelen estar ocultos tras gruesas capas de polvo y gas, lo que dificulta a los astrónomos verlos directamente.
Los métodos tradicionales de descubrimiento de exoplanetas exacerban aún más este sesgo. Una gran cantidad de exoplanetas se descubren mediante el método de tránsito, que es cuando un planeta pasa entre los observadores de la Tierra y la estrella, bloquea brevemente parte de la luz de la estrella, provocando una ligera disminución en el brillo de la estrella. Pero en el caso de los planetas jóvenes, los gruesos discos de polvo pueden oscurecerlos, y los planetas más alejados de sus estrellas tienen períodos orbitales muy largos, por lo que los eventos de tránsito son más raros.
Por lo tanto, Elias 2-24 b proporciona una oportunidad extremadamente rara para que los científicos estudien directamente el crecimiento más temprano de un planeta gigante. Los investigadores creen que este tipo de planetas extremadamente jóvenes pueden ayudar a mejorar los modelos de formación planetaria establecidos actualmente a partir de cálculos teóricos, simulaciones por ordenador y observaciones de estrellas jóvenes, y explicar por qué algunos planetas pueden crecer rápidamente en muy poco tiempo.
En el futuro, se espera que el Telescopio Espacial Romano Nancy Grace de la NASA amplíe aún más esta capacidad de observación. El Telescopio Romano fue lanzado el 30 de agosto y está equipado con un coronógrafo más avanzado, que puede distinguir mejor los planetas extremadamente débiles que los rodean del fuerte resplandor de las estrellas.
El telescopio romano también puede utilizar métodos de obtención de imágenes directas para encontrar planetas jóvenes y se espera que observe planetas más cercanos a la estrella, incluidos algunos "gemelos de Júpiter" que actualmente son difíciles de ver directamente con telescopios. En comparación, Elias 2-24 b orbita actualmente unas 10 veces más lejos de su estrella madre que una órbita típica de Júpiter.
Los astrónomos esperan que a medida que se utilice una nueva generación de equipos de observación como el Roman, poco a poco vayan apareciendo un gran número de "planetas bebés" que han estado ocultos en el disco protoplanetario durante mucho tiempo. Al observar planetas jóvenes de diferentes edades, diferentes distancias orbitales y diferentes masas, los científicos podrían restaurar de manera más completa todo el proceso desde un disco de polvo y gas hasta un sistema planetario maduro por primera vez.
El descubrimiento de Elias 2-24 b significa que los astrónomos ahora pueden ver directamente signos del crecimiento de planetas gigantes en un entorno cósmico real, y este planeta, que tiene menos de 1 millón de años, también muestra que al menos algunos planetas gigantes pueden formarse rápidamente en un tiempo mucho más corto de lo previsto por los modelos tradicionales. Los resultados de la investigación se publicaron en "The Astrophysical Journal Letters" el 16 de septiembre de 2026.
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