Por primera vez desde su lanzamiento en 2021, el telescopio espacial James Webb (JWST) ha descubierto un nuevo exoplaneta en el disco de escombros de una estrella joven. Es el planeta con la masa más pequeña observada por imágenes directas y representa una etapa importante en la imagen de planetas menos masivos que son más comparables a la Tierra.
En el estudio observacional que difunde Nature, los autores recuerdan que uno de los principales objetivos de la astronomía contemporánea es la búsqueda de exoplanetas, que proporcionan una mejor comprensión de cómo se forman los sistemas planetarios, incluido el nuestro.
El descubierto ahora tiene la masa más pequeña observada por imágenes directas y “representa una etapa importante en la imagen de planetas menos masivos que son más comparables a la Tierra”, aseguran estos científicos.
El JWST ha permitido caracterizar mejor los exoplanetas conocidos desde que se puso en marcha en 2022. Gracias a una investigación dirigida por el investigador Lagrange, del CNRS, en el Observatorio de París-PSL, asociado a la Universidad Grenoble Alpes, el telescopio capturó recientemente la imagen directa de un exoplaneta desconocido hasta ahora.
Son menos brillantes, y vistos desde la Tierra se encuentran muy cerca de su estrella; su señal, que es ahogada por la de la estrella, no se destaca lo suficiente como para ser visible.
Para superar este problema, el CNRS desarrolló, en colaboración con el CEA, un accesorio telescópico para el instrumento MIRI del JWST: un coronógrafo. Puede reproducir el efecto observado durante un eclipse: enmascarar la estrella facilita la observación de los objetos que la rodean, sin que queden ocultos por su luz.
Esta técnica permitió al equipo descubrir el nuevo exoplaneta, el primero del JWST. Se encuentra dentro de un disco de escombros rocosos y polvos.
Observaciones del exoplaneta
Los científicos se han centrado en los objetivos de observación más prometedores: unos pocos sistemas de millones de años de antigüedad que se pueden ver en polo, lo que permite ver los discos desde arriba.
Los planetas recién formados en estos discos todavía están calientes, lo que los hace más brillantes que sus contrapartes más antiguas. Los planetas de baja masa son, en principio, más fáciles de detectar en el rango térmico del infrarrojo medio, para lo cual el JWST ha proporcionado una ventana única de observación.
Entre los discos vistos desde el frente, dos llamaron especialmente la atención de los investigadores, con observaciones anteriores que revelan estructuras concéntricas en forma de anillo dentro de ellos.
Hasta ahora, los científicos habían sospechado que estas estructuras eran el resultado de la interacción gravitacional entre planetas no identificados.
Uno de los dos sistemas, llamado TWA 7, tiene tres anillos distintos, uno de los cuales es especialmente estrecho y se rodea de dos áreas vacías casi sin materia. La imagen obtenida por el JWST reveló una fuente dentro del corazón de este estrecho anillo. Después de eliminar la posibilidad de un posible sesgo de observación, los científicos concluyeron que lo más probable es que se tratara de un exoplaneta.
De hecho, simulaciones detalladas han confirmado la formación de un anillo delgado y un agujero en la posición exacta del planeta, lo que corresponde perfectamente a las observaciones realizadas con el JWST.
Masa comparable a Saturno
Denominado TWA 7 b, este nuevo exoplaneta es 10 veces más ligero que los capturados anteriormente en imágenes. Su masa es comparable a la de Saturno, que es aproximadamente el 30 % de la de Júpiter, el planeta más masivo del Sistema Solar.
Este resultado marca un nuevo paso en la investigación y obtención de imágenes directas de exoplanetas cada vez más pequeños, que se parecen más a la Tierra que a los gigantes gaseosos del Sistema Solar.
El JWST tiene el potencial de ir aún más lejos en el futuro. Por lo tanto, los científicos esperan capturar imágenes de planetas con solo el 10 % de la masa de Júpiter.
Este descubrimiento muestra la relevancia de las futuras generaciones de telescopios espaciales y terrestres diseñados para buscar exoplanetas, especialmente con la ayuda de coronógrafos más avanzados. Ya se están identificando los sistemas más prometedores para estas futuras observaciones.
