Esta imagen es fascinante. Mírala con atención:

No parece gran cosa, pero los cuatro pequeños puntos anaranjados son planetas extrasolares. Sí, cuatro mundos situados alrededor de otra estrella que se encuentra a más de 100 años luz de la Tierra. Y los puedes ver con tus propios ojos…con la ayuda del telescopio Keck II, claro.

Aunque recientemente celebrábamos el descubrimiento del exoplaneta número 500, lo cierto es que sólo hemos sido capaces de ver directamente unos pocos (catorce, para ser exactos). Las principales técnicas de detección de exoplanetas -el método del tránsito y el de la velocidad radial– nos permiten determinar la órbita, la masa o el tamaño del cuerpo, pero no pueden mostrarnos una imagen del planeta. Y de hecho sólo podemos vislumbrar algunos de estos cuerpos a través de un telescopio haciendo un poco de «trampa». El «engaño» radica en que no observamos planetas propiamente dichos, sino planetas en formación, que no es lo mismo. Muchos pensarán que la diferencia es sutil, pero lo cierto es que un mundo joven (menos de 100 millones de años) emite luz propia, por lo que es mucho más fácil su detección, especialmente en infrarrojo cercano. Desgraciadamente, no basta con que estos planetas estén en proceso de formación, también es necesario que orbiten a una enorme distancia para que no quedar deslumbrados por el brillo de su estrella.

Y en cuanto a planetas jóvenes se refiere, la estrella HR 8799 es un caso extraordinario, puesto que se trata de un sistema estelar con cuatro planetas que podemos ver directamente. Ya se conocía la existencia de tres planetas a su alrededor, pero recientemente el equipo de Christian Marois ha confirmado la presencia de un cuarto mundo utilizando el telescopio Keck II (Hawái). HR 8799 es una joven estrella de tipo espectral A5 situada a 127 años luz de la Tierra. Tiene 1,5 veces la masa del Sol y su edad ronda los 60 millones de años. Una jovenzuela estelar, vamos. Los planetas de HR 8799 tienen todos una masa que oscila entre 7 y 10 veces la de Júpiter. El más alejado, HR 8799b, está situado a 68 Unidades Astronómicas, es decir 10200 millones de km (Neptuno está situado a unas 30 UA del Sol), mientras que el recientemente descubierto HR 8799e se encuentra a 14,5 UA (2175 millones de km), lo que lo colocaría ligeramente en el exterior de la órbita de Saturno si estuviese dentro de nuestro Sistema Solar. El sistema presenta además indicios de poseer un cinturón de asteroides a 6-15 UA y un cinturón de Kuiper a más de 90 UA.

Detalle del sistema (C. Marois et al.).

El sistema de HR 8799 comparado con el Sistema Solar (C. Marois et al.).

Además de resultar prodigioso el poder observar cuatro exoplanetas con nuestros propios ojos, HR 8799 constituye todo un enigma para los modelos de formación planetaria. Actualmente, existen dos teorías principales: la acreción de núcleo y la inestabilidad de disco. Según el primero, los planetas se formarían lentamente por la progresiva acumulación de planetesimales del disco protoplanetario primordial. Es un proceso muy lento, ya que para formar un planeta de la masa de Júpiter se necesitarían unos ocho millones de años. Este es el modelo favorito para explicar la formación de planetas rocosos o gigantes de hielo (Urano y Neptuno). Por contra, la inestabilidad de disco nos dice que los planetas se forman mediante el colapso de grandes cantidades de gas y polvo del disco protoplanetario, como si fueran pequeñas estrellas. Éste es un proceso mucho más rápido, capaz de crear un Júpiter en mil años.

El problema en el caso de HR 8799 es que resulta complicado invocar la inestabilidad de disco como mecanismo de formación para todos los planetas, pues este proceso no funciona bien -se supone- para distancias menores a 20 UA. Esto implica que HR 8799e se ha formado de otra forma o que ha migrado a su posición mediante interacciones gravitatorias con sus compañeros. Pero la gran incógnita es que la inestabilidad de disco favorece la formación de grandes gigantes gaseosos o enanas marrones, algo que no observamos en este sistema ni en otros similares. ¿Por qué no vemos más enanas marrones alrededor de estrellas como HR 8799? Nadie lo sabe. En cualquier caso, la imagen sigue siendo espectacular.

Masas de los planetas del sistema (C. Marois et al.).

Más información:

• Images of a fourth planet orbiting HR 8799, C. Marois et al. (ArXiV, 22 de noviembre de 2010).