La velocidad y la distancia a la que los planetas orbitan sus respectivas estrellas en llamas pueden determinar el destino de cada planeta, ya sea que el planeta siga siendo una parte antigua de su sistema solar o se evapore en el cementerio oscuro del universo más rápidamente.

En su búsqueda por aprender más sobre planetas lejanos más allá de nuestro propio sistema solar, un equipo de astrónomos descubrieron que un planeta de tamaño mediano aproximadamente del tamaño de Neptuno, «Gliese 3470 b» o GJ 3470b, se está evaporando a una velocidad 100 veces más rápida que un planeta previamente descubierto de tamaño similar, GJ 436b.

David Sing, profesor distinguido en Johns Hopkins University y un autor del estudio, dijo en un comunicado:

Esta es la pistola humeante que indica que los planetas pueden perder una fracción significativa de su masa completa.

GJ 3470b está perdiendo más masa que cualquier otro planeta que vimos hasta ahora; en solo unos pocos miles de millones de años, la mitad del planeta podría haber desaparecido”.

El estudio forma parte del programa Panchromatic Comparative Exoplanet Treasury (PanCET), dirigido por Sing, que tiene como objetivo medir las atmósferas de 20 exoplanetas en luz ultravioleta, óptica e infrarroja , mientras orbitan sus estrellas. PanCET es el programa de observación de exoplanetas más grande que se ejecuta con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA.

Exoplanetas raros

Si bien los exoplanetas más grandes del tamaño de Júpiter y más pequeños de la Tierra son abundantes, los exoplanetas medianos de tamaño de Neptuno (aproximadamente cuatro veces más grandes que la Tierra) son raros.

Los investigadores plantean la hipótesis de que estos Neptunos son despojados de sus atmósferas y finalmente se convierten en planetas más pequeños. Sin embargo, es difícil observarlos activamente, ya que solo pueden estudiarse con luz UV, lo que limita a los investigadores a examinar estrellas cercanas a no más de 150 años luz de distancia de la Tierra, no ocultas por el material interestelar. GJ 3470b se encuentra a 96 años luz de distancia y rodea una estrella enana roja en la dirección general de la constelación de Cáncer.

Este gráfico traza exoplanetas en función de su tamaño y la distancia de su estrella. Cada punto representa un exoplaneta. Los planetas del tamaño de Júpiter (ubicados en la parte superior del gráfico) y los planetas del tamaño de la Tierra y las llamadas súper-Tierras (en la parte inferior) se encuentran cerca y lejos de su estrella. Pero los planetas del tamaño de Neptuno (en el centro de la trama) son escasos cerca de su estrella. Crédito: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

En este estudio, Hubble descubrió que el exoplaneta GJ 3470b había perdido significativamente más masa y tenía una exósfera notablemente más pequeña que el primer exoplaneta del tamaño de Neptuno estudiado, GJ 436b, debido a su menor densidad y la recepción de un estallido de radiación más fuerte de su estrella huésped .

La menor densidad de GJ 3470b lo hace incapaz de aferrarse gravitacionalmente a la atmósfera caliente, y mientras que la estrella que aloja a GJ 436b tenía entre 4 mil millones y 8 mil millones de años, la estrella que aloja a GJ 3470b tiene solo 2 mil millones de años; una estrella más joven es más activa y poderosa, y, por lo tanto, tiene más radiación para calentar la atmósfera del planeta.

Exoplaneta evaporándose

El equipo de Sing estima que GJ 3470b puede haber perdido hasta el 35 por ciento de su masa total y, en unos pocos miles de millones de años, todo su gas puede ser eliminado, dejando solo un núcleo rocoso.

Sing agregó:

Estamos empezando a comprender mejor cómo se forman los planetas y qué propiedades influyen en su composición general.

Nuestro objetivo con este estudio y el programa global PanCET es analizar de forma general las atmósferas de estos planetas para determinar cómo cada planeta se ve afectado por su propio entorno.

Al comparar diferentes planetas, podemos comenzar a reconstruir la imagen general de cómo evolucionar”.

Mirando hacia adelante, Sing y el equipo esperan estudiar más exoplanetas buscando helio en la luz infrarroja, lo que permitirá un mayor rango de búsqueda que la búsqueda de hidrógeno en la luz UV.

Actualmente, los planetas, que están hechos en gran parte de hidrógeno y helio, solo pueden estudiarse a través del trazado de hidrógeno en luz UV. Usando el Hubble, el próximo Telescopio Espacial James Webb de la NASA podrá rastrear con precisión la trayectoria de los átomos de helio, y de esta manera los astrónomos podrán ampliar su búsqueda de distantes planetas.

El estudio científico ha sido publicado en la revista Astronomy & Astrophysics.