Por redacción de Science@NASA

Hace 13.000 millones de años, en un distante cúmulo de estrellas, se formó un planeta. Sorprendentemente y según los datos del Telescopio Espacial Hubble, aún sigue ahí.

10 Julio, 2003: Mucho antes que existiesen nuestro sol y la Tierra, un planeta del tamaño de Júpiter se formó alrededor de una estrella parecida al sol. Ahora, casi 13.000 millones de años después, el telescopio espacial Hubble de la NASA ha medido con precisión la masa de este lejanísimo, antiquísimo y conocido planeta.|

El antiguo planeta ha tenido una historia notable, ya que ha ido a parar a un vecindario tempestuoso y poco recomendable. Orbita a una pareja peculiar de estrellas apagadas situadas en el superpoblado centro de un cúmulo estelar.

Derecha: Visión artística de un planeta orbital de un sistema estelar doble – una estrella de neutrones y una enana marrón – en el cúmulo globular M4. Los cielos densamente atestados del cúmulo aparecen impresionantemente estrellados. Ver también la animación.

El nuevo descubrimiento del Hubble cierra una década de especulación y debate en torno a la verdadera naturaleza de este anciano mundo, que tarda un siglo en completar cada órbita. El planeta tiene 2,5 veces la masa de Júpiter. Su propia existencia es la prueba irrefutable de que los primeros planetas se formaron rápidamente, dentro de los primeros mil millones de años que siguieron al Big Bang, lo cual ha llevado a los astrónomos a la conclusión de que los planetas podrían ser muy abundantes en el universo.

El planeta se encuentra cerca del núcleo del antiguo cúmulo globular de estrellas M4, localizado a una distancia de 5.600 años luz en la constelación norte-estival de Escorpio. Los cúmulos globulares son deficitarios en elementos pesados, debido a que se formaron a una edad tan temprana del universo que los elementos pesados aún no se habían cocinado en los numerosísimos hornos nucleares de las estrellas. Por ello, algunos astrónomos argumentaban que los cúmulos globulares no podrían contener planetas, ya que muy a menudo, los planetas se forman de dichos elementos. Esta conclusión se vio aparentemente reforzada en 1999 cuando el Hubble fracasó en la búsqueda de planetas tipo “Júpiter Caliente” en órbitas próximas a las estrellas del cúmulo globular 47 Tucanae. Ahora, parece que los astrónomos simplemente buscaban en el lugar equivocado, y los mundos gaseosos gigantes, orbitando a sus estrellas desde distancias mayores, pueden ser comunes en los cúmulos globulares.

“Nuestras mediciones con el Hubble ofrecen la prueba viviente de que los procesos de formación de planetas son bastante robustos y eficientes a la hora de trabajar con un número pequeño de elementos pesados. Esto implica que la creación de planetas sucedió desde muy temprano en el universo,” dijo Steinn Sigurdsson de la Universidad Estatal de Pennsylvania.

Izquierda: M4, el cúmulo globular más cercano que se conoce [más]

“La probabilidad de que haya abundancia de planetas en los cúmulos globulares de estrellas es tremendamente esperanzadora,” reconoce Harvey Richer de la Universidad de la Columbia Británica (UBC) en Vancouver. El basa esta conclusión en el hecho de que un planeta fuese cubierto en un lugar tan inhóspito: orbitando dos estrellas capturadas, una enana blanca de helio y una estrella de neutrones de giro vertiginoso, cerca del núcleo superpoblado de un cúmulo globular. En semejante lugar, los frágiles sistemas planetarios tienden a romperse en pedazos debido a las interacciones gravitatorias con las estrellas vecinas.

La historia del descubrimiento de esta planeta comenzó en 1988, cuando se descubrió el pulsar llamado PSR B1620-26 en M4. Se trata de una estrella de neutrones cuya frecuencia de giro es de algo menos de 100 revoluciones por segundo y que emite pulsos de radio de modo regular, tal y como lo haría un faro. La enana marrón se descubrió rápidamente gracias a los efectos sobre el mecanismo de relojería del pulsar, ya que las dos estrellas se orbitan la una a la otra dos veces por año. Poco después, los astrónomos se dieron cuenta de algunas irregularidades “extra” en el comportamiento del pulsar, lo cual implicaba la existencia de un tercer objeto orbitando a los otros dos. Se sospechó que este nuevo objeto podría ser un planeta, pero igualmente hubiera podido ser otra enana marrón o una estrella poco masiva. El debate sobre la verdadera identidad del objeto continuó durante toda la década de los 90.

Sigurdsson, Richer y sus co-investigadores resolvieron finalmente el debate mediante la medición de la masa actual del planeta a través de algunos ingeniosos trabajos detectivescos. Tenían datos magníficos recogidos por el Hubble desde mediados de los 90, para estudiar enanas blancas en M4. Moviéndose a través de estas observaciones, fueron capaces de detectar la enana blanca orbitando el pulsar y midieron su color y temperatura. Usando modelos evolutivos calculados por Brad Hensen de la Universidad de California en Los Ángeles, los astrónomos hicieron una estimación de la masa de la enana blanca.


Arriba: Usted puede observar el cúmulo globular M4 por si mismo. Dirija un pequeño telescopio o unos prismáticos a un grado (dos veces la anchura de la luna) al oeste de la brillante estrella Antares, en la constelación de Escorpio. Si usted habita en el hemisferio sur mire a lo alto y sudeste.

Esta fue sucesivamente comparada con la cantidad de oscilaciones en la señal del pulsar, permitiendo al equipo calcular la inclinación en la órbita de la enana blanca tal y como se observa desde la Tierra. Cuando se combinó con los estudios de radio sobre las oscilaciones del pulsar, esta pieza crítica les dio también la pista para calcular la inclinación de la órbita del planeta, y de ese modo pudo conocerse finalmente la masa precisa del planeta. Con un volumen de solo 2,5 masas de Júpiter, el objeto es demasiado pequeño para ser una estrella o una enana marrón, así que en lugar de eso debe de tratarse de un planeta. El planeta es probablemente un gigante gaseoso sin una superficie sólida como la de la Tierra.

Un planeta de 13.000 millones de años, orbitando un par de estrellas muertas hace largo tiempo en un atestado cúmulo globular: ¡incluso para el telescopio espacial Hubble, es impresionante!