Estudio sugiere cómo se forman los planetas de órbita amplia
Por: Rice University.
27 de mayo de 2025
Instantáneas de la evolución dinámica de un cúmulo estelar de 200 estrellas. Crédito de la imagen: Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02556-0.
En las frías y oscuras afueras de los sistemas planetarios, mucho más allá del alcance de los planetas conocidos, misteriosos gigantes gaseosos y masas planetarias orbitan silenciosamente sus estrellas, a veces a miles de unidades astronómicas (UA) de distancia. Durante años, los científicos se han preguntado cómo pudieron formarse estos planetas de “órbita amplia”, incluyendo el esquivo Planeta Nueve, teorizado en nuestro propio Sistema Solar. Ahora, un equipo de astrónomos podría haber encontrado finalmente la respuesta.
En un nuevo estudio publicado en Nature Astronomy, investigadores de la Universidad Rice y del Instituto de Ciencias Planetarias utilizaron simulaciones complejas para demostrar que los planetas de órbita ancha no son anomalías, sino subproductos naturales de una fase temprana caótica en el desarrollo de sistemas planetarios. Esta fase ocurre mientras las estrellas aún se encuentran densamente compactadas en sus cúmulos de nacimiento y los planetas compiten por el espacio en sistemas turbulentos y abarrotados.
Para el estudio, el equipo realizó miles de simulaciones con diferentes sistemas planetarios integrados en entornos realistas de cúmulos estelares. Modelaron diversas condiciones, desde sistemas como nuestro Sistema Solar, con una mezcla de gigantes gaseosos y helados, hasta sistemas más exóticos, incluyendo aquellos con dos soles. Descubrieron un patrón recurrente: los planetas eran empujados frecuentemente a órbitas amplias y excéntricas por inestabilidades internas, y luego estabilizados por la influencia gravitatoria de las estrellas cercanas del cúmulo.
“Cuando estos impulsos gravitacionales ocurren en el momento justo, la órbita de un planeta se desacopla del sistema planetario interior. Esto crea un planeta de órbita amplia, que prácticamente se queda congelado tras la dispersión del cúmulo”, explicó Nathan Kaib, coautor del estudio, científico sénior y especialista sénior en educación y comunicación del Instituto de Ciencias Planetarias. Además, el estudio identifica nuevos objetivos prometedores para los buscadores de exoplanetas. Sugiere que es más probable encontrar planetas de órbita amplia alrededor de estrellas de alta metalicidad que ya albergan gigantes gaseosos, lo que convierte a estos sistemas en candidatos ideales para campañas de imágenes profundas.
Los investigadores definen los planetas de órbita amplia como aquellos que tienen semiejes mayores entre 100 y 10.000 UA, distancias que los colocan mucho más allá del alcance de la mayoría de los discos tradicionales de formación de planetas. Los hallazgos podrían ayudar a explicar el antiguo misterio del Planeta Nueve, un hipotético planeta que se cree orbita nuestro Sol a una distancia de entre 250 y 1000 UA. Aunque nunca se ha observado directamente, las extrañas órbitas de varios objetos transneptunianos sugieren su presencia.
Curiosamente, el estudio también vincula los planetas de órbita amplia con la creciente población de planetas flotantes o “rebeldes”, es decir, mundos expulsados completamente de sus sistemas. “No todos los planetas dispersos tienen la suerte de quedar atrapados. La mayoría termina siendo arrojada al espacio interestelar. Pero la velocidad a la que quedan atrapados nos da una conexión entre los planetas que vemos en órbitas amplias y los que encontramos vagando solos por la galaxia”, dijo Kaib.
Fuente:
https://phys.org/news/2025-05-wide-orbit-planets-planet.html