Los científicos que utilizan el telescopio espacial James Webb de la Nasa han observado un tipo raro de exoplaneta, o planeta fuera de nuestro sistema solar, cuya composición atmosférica desafía nuestra comprensión de cómo se formó.
Oficialmente denominado PSR J2322-2650b, este objeto con la masa de Júpiter parece tener una atmósfera exótica, dominada por helio y carbono, nunca vista hasta ahora. Es probable que nubes de hollín floten en el aire, y en las profundidades del planeta, estas nubes de carbono pueden condensarse y formar diamantes. La formación del planeta es un misterio.
"Fue una sorpresa absoluta", dijo Peter Gao, coautor del estudio, del Laboratorio Carnegie de la Tierra y los Planetas en Washington. "Recuerdo que, después de obtener los datos, nuestra reacción colectiva fue: '¿Qué demonios es esto?'. Es extremadamente diferente de lo que esperábamos".
Se sabía que este objeto de masa planetaria orbitaba un púlsar, una estrella de neutrones que gira rápidamente. Un púlsar emite haces de radiación electromagnética a intervalos regulares, que suelen variar entre milisegundos y segundos. Estos haces pulsantes solo pueden verse cuando apuntan directamente hacia la Tierra, de forma similar a los rayos de un faro.
"Este sistema es único porque podemos ver el planeta iluminado por su estrella anfitriona, pero no verla en absoluto", dijo Maya Beleznay, candidata a doctorado de tercer año en la Universidad de Stanford en California, quien trabajó en el modelado de la forma del planeta y la geometría de su órbita. "Así, obtenemos un espectro realmente prístino. Y podemos estudiar este sistema con más detalle que los exoplanetas normales".
El carbono molecular es muy inusual porque, a estas temperaturas, si hay otros tipos de átomos en la atmósfera, el carbono se unirá a ellos. (Las temperaturas en el planeta oscilan entre 1.200 grados Fahrenheit en los puntos más fríos del lado nocturno y 3.700 grados Fahrenheit en los puntos más calientes del lado diurno). El carbono molecular solo predomina cuando hay casi ausencia de oxígeno o nitrógeno. De los aproximadamente 150 planetas que los astrónomos han estudiado dentro y fuera del sistema solar, ningún otro posee carbono molecular detectable.
PSR J2322-2650b se encuentra extraordinariamente cerca de su estrella, a tan solo 1,6 millones de kilómetros. En contraste, la distancia de la Tierra al Sol es de aproximadamente 160 millones de kilómetros. Debido a su órbita extremadamente estrecha, el año completo del exoplaneta -el tiempo que tarda en dar una vuelta alrededor de su estrella- es de tan solo 7,8 horas. Las fuerzas gravitacionales del púlsar, mucho más pesado, están arrastrando al planeta, con una masa similar a la de Júpiter, a una extraña forma de limón.
"¿Se formó este objeto como un planeta normal? No, porque su composición es completamente diferente", dijo Michael Zhang, investigador principal de este estudio, de la Universidad de Chicago. "¿Se formó despojando a una estrella de su exterior, como se forman los sistemas viuda negra 'normales'? Probablemente no, porque la física nuclear no produce carbono puro. Es muy difícil imaginar cómo se obtiene esta composición extremadamente rica en carbono. Parece descartar cualquier mecanismo de formación conocido".
Roger Romani, coautor del estudio y miembro de la Universidad de Stanford y del Instituto Kavli de Astrofísica de Partículas y Cosmología, propone un fenómeno evocador que podría ocurrir en esta atmósfera única. "A medida que la compañera se enfría, la mezcla de carbono y oxígeno en su interior comienza a cristalizarse. Los cristales de carbono puro flotan hacia la superficie y se mezclan con el helio, y eso es lo que observamos. Pero entonces algo tiene que ocurrir para mantener alejados el oxígeno y el nitrógeno. Y ahí es donde radica el misterio".
"Pero es bueno no saberlo todo", dijo Romani. "Tengo muchas ganas de aprender más sobre lo peculiar de esta atmósfera. Es genial tener un rompecabezas que resolver".
