CVSO 30 c: un planeta en formación a 1200 años luz

La mayoría de métodos de detección de exoplanetas nos permiten descubrir nuevos mundos situados muy cerca, pero también a cientos o miles de años luz (a mayores distancias la absorción del polvo interestelar y el escaso brillo de las estrellas dificulta la tarea sobremanera). La excepción a esta regla es la visualización directa de exoplanetas. Por motivos obvios cuesta mucho resolver un planeta extrasolar perdido en el brillo de su estrella cuando la distancia que nos separa de ellos es muy grande. ¿Pero cómo de grande? Pues de hasta 1200 años luz, como nos demuestra el curioso caso del planeta CVSO 30 c.

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La estrella CVSO 30 y su candidato a planeta CVSO 30 c a la izquierda (ESO/Schmidt et al.).

CVSO 30, también conocida con el bonito nombre de 2MASS J05250755+0134243, es una estrella extremadamente joven —su edad se estima en apenas 2,4 millones de años— situada en la constelación de Orión y a una distancia de entre 1050 y 1160 años luz. Es una estrella pequeña, con una masa comprendida entre el 34% y el 44% de la solar. Además es una estrella de tipo T Tauri, es decir, está en pleno proceso de formación. Pero lo que la hace especial es que las observaciones en el infrarrojo cercano han confirmado la presencia de un objeto de masa planetaria alrededor denominado CVSO 30 c. El planeta fue visto por vez primera por el telescopio Keck de Hawái en 2010 y en 2012, pero ha sido el VLT de Chile el que ha confirmado su existencia este año.

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El planeta CVSO 30 c visto a la izquierda de su estrella. A la izquierda visto por el telescopio Keck II y a la derecha por el VLT (ESO/Schmidt et al.).

La juventud del sistema es clave para entender por qué somos capaces de ver un planeta de forma directa. La estrella y sus planetas están en pleno proceso de formación, así que CVSO 30 c todavía está muy caliente, a casi 1300º C, y brilla con luz propia. La diferencia de brillo entre el planeta y la estrella en infrarrojo cercano es todavía menor, de ahí que sea más fácil detectarlo. Pese a todo, si solo fuera por la temperatura no seríamos capaces de ver este mundo. El factor fundamental es la enorme separación entre el planeta y su estrella: nada más y nada menos que cien mil millones de kilómetros (660 Unidades Astronómicas; como comparación, recordemos que Neptuno está a 30 UA del Sol). Aunque en realidad la distancia real podría estar entre 529 y 721 UA.

El tamaño de CVSO 30 c se estima en 1,6 veces el de Júpiter, pero su masa es mucho más difícil de determinar. El planeta está todavía en proceso de formación y se está contrayendo, así que la relación entre su masa, luminosidad, temperatura y tamaño es de todo menos simple. Los modelos teóricos sugieren una masa de entre 3 y 11 veces la de Júpiter, con 4,7 masas de Júpiter como el valor más probable. O sea, es seguro que su masa casi con toda seguridad está por debajo del límite que separan los planetas gigantes de las enanas marrones. Esta confianza es poco frecuente en los objetos no estelares vistos directamente alrededor de otras estrellas, ya que muchos de ellos son en realidad enanas marrones. Esta es la razón de que el número de planetas detectados de forma directa no esté claro y se estime entre 50 y 60.

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La incertidumbre en la edad y luminosidad de CVSO 30 c sugieren que se trata d eun planeta y no de una enana marrón (ESO/Schmidt et al.).

Ahora bien, 660 UA es una distancia enorme. Ya es difícil explicar cómo pueden haber planetas a 100 UA de distancia de su estrella, así que en este caso está claro que CVSO 30 c no se pudo formar originalmente en esa zona. Muy probablemente ha llegado hasta allá mediante interacciones gravitatorias con otros planetas gigantes situados más cerca, un proceso que se ha invocado recientemente para explicar la órbita del hipotético Planeta X en nuestro sistema solar.

El caso es que se ha detectado otro planeta en el sistema mediante el método del tránsito (esto explica la letra ‘c’ del planeta lejano). El descubrimiento no es baladí, porque se trata la primera estrella de tipo T Tauri conocida con un planeta que transita. Denominado CVSO 30 b, el planeta interno está situado a tan solo 1,26 millones de kilómetros (0,00838 UA), es decir, se trata de un júpiter caliente. Tiene entre 1,5 y 2 veces el tamaño de Júpiter y su masa podría estar entre las 3 y 5,5 veces la del gigante joviano. ¿Está CVSO 30 c tan lejos de su estrella por culpa de los encuentros gravitatorios con este otro planeta? Podría ser.

No obstante, hay que ser precavidos. La distancia de CVSO 30 c es tan grande que no se puede descartar que CVSO 30 c no esté ligado gravitatoriamente a su estrella y en realidad sea un planeta errante, puesto que ha sido imposible determinar si el movimiento propio de este exoplaneta coincide con el de su estrella. Esta opción no es descabellada porque CVSO 30 se encuentra en medio del grupo estelar 25 Orionis, repleto de estrellas de baja masa y enanas marrones, aunque los investigadores creen que estadísticamente lo más probable es que, efectivamente, CVSO 30 c gire alrededor de su estrella.

CVSO 30 es un sistema único gracias a la presencia de al menos dos gigantes jovianos situados en órbitas extremas, uno pegado a su estrella y otro increíblemente alejado. Al ser una estrella muy joven su estudio es potencialmente muy interesante para comprender los complejos procesos de formación planetaria.

Referencias:

  • http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/potw1624/potw1624a.pdf
  • https://www.eso.org/public/images/potw1624a/


20 Comentarios

  1. “un proceso que se ha invocado recientemente para explicar la órbita del hipotético décimo planeta en nuestro sistema solar”
    Será “noveno”?
    Saludos

    1. Es que ahora dicen que no es 1 planeta (o sea Noveno) sino varios (décimo, undécimo o mas) ya que los nuevos cálculos hacen al sistema inestable y solo varios planetas hacen de cerco para la estabilidad o algo así…

  2. Que 600 UA no es nada, qué feliz la mirada…

    Yo diría que el modelo de Niza está algo verde. Todos están algo verdes.

    Los planetas de nuestro Sistema Solar sòlo.representan un 1% de la masa total. Estamos viendo sistemas donde ese porcentaje es más alto, significativamente más alto, y tenemos pruebas para sospechar que el número de planetas errantes puede ser mucho mayor que el de estrellas (un orden de magnitud, quizá dos, a saber), con una masa no mayor a la de estas pero sí significativa.

    Creo que hay más modelos verdes.

    Y todo esto, simplemente mejorando los telescopios. Y queda margen para más.

    1. Me puedes pasar la/una fuente de lo de los planetas errante Stewie? Me resulta bastante interesante, no es la primera vez que leo algo así y no he encontrado nada buscando por ahí “a lo loco”…

      Saludos

      1. Para ir entrando en calor:

        Planeta interestelar
        https://es.wikipedia.org/wiki/Planeta_interestelar

        Rogue planet
        https://en.wikipedia.org/wiki/Rogue_planet

        Five-planet Nice model
        https://en.wikipedia.org/wiki/Five-planet_Nice_model

        Nomad Planets More Common Than Thought
        http://news.nationalgeographic.com/news/2012/02/120224-rogue-nomad-planets-stars-black-holes-space-science/

        Rogue Planets Cloud Form On Their Own In Interstellar Space
        http://www.universetoday.com/104210/rogue-planets-could-form-on-their-own-in-interstellar-space/

        El plato fuerte:

        Estos son los papers más relevantes que surgieron de un rastrillaje en arXiv [2010-2016] buscando “orphan planet”, “nomad planet”, “wandering planet”, “free-floating planet” y “rogue planet”.

        No es necesario descargar los PDF a menos que en verdad te interesen (son muy técnicos). Basta con leer los abstracts para formarte una buena idea de por dónde van los tiros en este asunto.

        [Feb 2010] Exoplanetary Microlensing
        http://arxiv.org/abs/1002.0332

        [Oct 2010] Free-floating planets: a viable option for panspermia
        http://arxiv.org/abs/1010.2735

        [Jun 2011] Misaligned And Alien Planets From Explosive Death Of Stars
        http://arxiv.org/abs/1102.2622

        [Jun 2011] The Steppenwolf: A proposal for a habitable planet in interstellar space
        http://arxiv.org/abs/1102.1108

        [Jul 2011] The Great Escape: How Exoplanets and Smaller Bodies Desert Dying Stars
        http://arxiv.org/abs/1107.1239

        [Sep 2011] Young Solar System’s Fifth Giant Planet?
        http://arxiv.org/abs/1109.2949

        [Sep 2011] The effects of dynamical interactions on planets in young substructured star clusters
        http://arxiv.org/abs/1109.6007

        [Oct 2011] Multiple-Planet Scattering and the Origin of Hot Jupiters
        http://arxiv.org/abs/1110.4392

        [Jan 2012] Nomads of the Galaxy
        http://arxiv.org/abs/1201.2687

        [Jan 2012] Planet-Planet Scattering Alone Cannot Explain the Free-Floating Planet Population
        http://arxiv.org/abs/1201.2175

        [Feb 2012] The Great Escape II: Exoplanet Ejection from Dying Multiple Star Systems
        http://arxiv.org/abs/1202.3139

        [Mar 2012] On the origin of planets at very wide orbits from the re-capture of free floating planets
        http://arxiv.org/abs/1202.2362

        [Mar 2012] Direct imaging constraints on planet populations detected by microlensing
        http://arxiv.org/abs/1203.3647

        [Apr 2012] Interactions Between Moderate- and Long-Period Giant Planets: Scattering Experiments for Systems in Isolation and with Stellar Flybys
        http://arxiv.org/abs/1204.5187

        [Jul 2012] Interaction of free-floating planets with a star-planet pair
        http://arxiv.org/abs/1201.1385

        [Aug 2012] The Ejection of Low Mass Clumps During Star Formation
        http://arxiv.org/abs/1208.3713

        [Dec 2012] The Migrating Embryo Model for Disk Evolution
        http://arxiv.org/abs/1211.0625

        [Apr 2013] Close Stellar Encounters in Young, Substructured, Dissolving Star Clusters: Statistics and Effects on Planetary Systems
        http://arxiv.org/abs/1304.7683

        [Jul 2013] Configurations of Bounded and Free-floating Planets in Very Young Open Clusters
        http://arxiv.org/abs/1307.3908

        [Jul 2014] The coolest ‘stars’ are free-floating planets
        http://arxiv.org/abs/1407.7864

        [Oct 2014] The Fate of Scattered Planets
        http://arxiv.org/abs/1410.2816

        [Nov 2014] The Dynamical Fate of Self-Gravitating Disc Fragments After Tidal Downsizing
        http://arxiv.org/abs/1411.7313

        [Mar 2015] Close encounters involving free-floating planets in star clusters
        http://arxiv.org/abs/1503.03077

        [Nov 2015] On the Fate of Unstable Circumbinary Planets: Tatooine’s Close Encounters with a Death Star
        http://arxiv.org/abs/1511.03274

        [Apr 2016] Interaction Cross Sections and Survival Rates for Proposed Solar System Member Planet Nine
        http://arxiv.org/abs/1602.08496

        [May 2016] Free-floating planets from core accretion theory: microlensing predictions
        http://arxiv.org/abs/1605.08556

        El postre:

        Intergalactic star
        https://en.wikipedia.org/wiki/Intergalactic_star

        Rogue stars outside galaxies may be everywhere
        http://www.sciencemag.org/news/2014/11/rogue-stars-outside-galaxies-may-be-everywhere

        Saludos y buen provecho 🙂

        1. Hola Pelau, mil gracias, no me he explicado del todo bien, le pedía a Stewie un a fuente sobre lo de que “podría ser que hubiese muchos más planetas errantes que estrella”, no información en general sobre planetas errantes… pero agradezco mucho el esfuerzo y desde luego algunos (o muchos… que todavía no he podido leerlos todos 😉 ) de los enlaces sí que van en el sentido que quería, así que muchas gracias, desde luego si hay que explicarle a alguien algo sobre planetas errantes, remitiré a tu comentario, que es muy muy completo.
          De momento “The coolest ‘stars’ are free-floating planets” sí que me parece muy revelador. De nuevo mil gracias!!!

          1. Descuida, tu pedido se entendió perfectamente. Pero mientras buscaba ESOS enlaces, saltaron otros, y me pareció buena idea postear una especie de “resumen” selecto y cronológico del asunto, empezando por el Microlensing (el método más idóneo para detectar esos cuerpos).

            Es que el asunto es más complejo de lo que podría parecer. La constatación de que hay más planetas errantes que estrellas (mediante simulaciones y/o extrapolación estadística de las observaciones) está forzando a cambiar “de apuro” los modelos teóricos de formación y evolución de sistemas planetarios.

            De ahí el “Five-planet Nice model” y otros. En este sentido el “resumen” sirve como adenda al oportuno y certero comentario de Stewie: “Yo diría que el modelo de Niza está algo verde. Todos están algo verdes.”

            Por otro lado, la distinción entre estrella fría y planeta errante sigue siendo bastante brumosa y polémica. En este sentido el “resumen” es una especie de bitácora de dicha polémica, que incluye al menos 3 tipos de planetas errantes:

            A) Los eyectados de sus sistemas cuando ya estaban formados (entre ellos posibles exoTierras que inspiran interesantes especulaciones como “a viable option for panspermia” y “a proposal for a habitable planet in interstellar space”).

            B) Los eyectados durante el proceso de formación (volutas desprendidas del disco proto-planetario), que terminan de formarse en el espacio interestelar.

            C) Los formados independientemente en el espacio interestelar (proto-estrellas fallidas, etc.). Aquí es donde la distinción se pone más brumosa, y quizás cabe incluir los restos inertes (inactivos y fríos) de las estrellas muertas (exceptuando a los agujeros negros, claro está).

            Saludos… y disculpas por “meterme donde no me llamaron” 🙂

            PD: Aprovecho la ocasión para felicitar (una vez más) a Daniel Marín. Hacía mucho que no comentaba pero nunca me fui, sigo leyendo este grandioso blog sin perderme una sola entrada 😉

          2. Ya te los dio él xD.

            La verdad que no tenía ninguno concreto para darte, mi cabeza es un puto desorden (y no pocas veces baraja cosas muy mal), pero esa idea ha ido calando leyendo aquí y allá, y creo además que es idea generalizada, pero como no se puede demostrar (por ahora), no se pone por escrito.

    2. Está demostrado que por cada objeto grande y fácilmente visible, como las estrellas, se forman muchos objetos pequeños y difíciles de ver.

      Parece que hay mucha resistencia a instalar grandes telescopios espaciales “civiles”.
      Quizá sea una conspiranoia mia, pero tengo la impresión de que los militares han visto en el espacio algo que no quieren que se haga público. Seguro que ellos tienen muchos más medios para explorar que los científicos con libertad de publicar.

  3. Qué curioso eso de un planeta tan cerca y otro tan lejos, tan grandes ambos.

    Si el planeta aún está a 1300º C , teniendo en cuenta lo grande que es, ¿cuánto tiempo tardaría en enfriarse? Suponiendo que fuera errante y que una supuesta atmósfera alargaría el enfriamiento, me pregunto la distancia a las estrellas más cercanas, el tiempo que vagaría entre ellas hasta llegar a CVSO 30 y a qué velocidad. ¿Daría tiempo a mantenerse aún caliente? ¿Este calor podría deberse a colisiones con otros cuerpos?

    1. Su temperatura superficial indica que es joven, curiosamente tanto como su estrella, así que lo mas normal es que se formara con ella. A mi lo de los planetas errantes me parece muy rebuscado, es muy dificil que se den las condiciones para que una estrella capture durante mucho tiempo un objeto ajeno a su sistema.

        1. Esa es la cuestión. ¿Cómo llegó hasta ahí manteniendo esa temperatura? Porque hay certeza de que no es una enana marrón. ¿Se calentó durante choques en el Sistema?

  4. Pues yo veo aqui el mismo proceso por el cual se forman sistemas binarios de estrellas, lo unico que por alguna razon el sistema de acrecion se ha desestabilizado y la estrella ha engordado mucho mas y mas rapido que su proto-compañera. O, por la joven edad, igual queda mucho mas material alrededor del Jupiter caliente que conforme pasen los millones de años pudiera ser atraido y engordado. Se sabe con que periodo giran alrededor del centro de masas?

  5. Yo entiendo (y es lo que pensé cuando vi la foto y las distancias) es que cuando se dice que es un planeta errante es que pertenecía a CVSO30 y ha sido enviada fuera del sistema. Por lo que en este hipotético caso estaríamos viendo nada más y nada menos que un planeta siendo despedido de su sistema estelar en vivo y en directo.

    Claro que para saber si es así habrá que esperar varios años más de observación (supongo yo, por las distancias) para saber realmente cuál es la trayectoria del planeta y determinar si continúa en órbita o si está escapando.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 16 junio, 2016
Categoría(s): ✓ Astronomía • Exoplanetas