El James Webb capta por primera vez un exoplaneta tan ligero como Saturno

Uno de los principales objetivos de la astronomía contemporánea es buscar planetas fuera del sistema solar (exoplanetas) que ayuden entender cómo se forman los sistemas planetarios. Ahora, el telescopio espacial James Webb acaba de descubrir uno nuevo, un gigante gaseoso pequeño, con una masa 0,3 veces la de Júpiter.

El telescopio ha conseguido captar la imagen directa del planeta, denominado TWA 7 b, que se encuentra junto a la estrella TWA 7, y que es el exoplaneta con la masa más pequeña observado mediante imágenes directas.

La imagen la ha capturado un equipo internacional de astrónomos, dirigido por un investigador del CNRS del Observatorio de París-PSL, utilizando el coronógrafo de fabricación francesa instalado en el instrumento MIRI del JWST.

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El descubrimiento, cuyos detalles se han publicado este miércoles en la revista "Nature", ayudará a mejorar nuestra comprensión de la formación temprana de los planetas y los procesos dinámicos que tienen lugar en los discos protoplanetarios.

En busca de exoplanetas

Hasta ahora, se ha confirmado la existencia de casi 6 mil exoplanetas, algunos son masivos, como Júpiter, pero giran alrededor de su estrella progenitora mucho más cerca de lo que Mercurio orbita el Sol, otros son rocosos o helados, y muchos simplemente no tienen nada parecido en el sistema solar.

Algunos sistemas tienen más de un planeta, planetas que orbitan dos estrellas a la vez, e incluso unos pocos podrían tener las condiciones adecuadas para albergar agua en su superficie, uno de los ingredientes necesarios para la vida tal y como la conocemos.

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Aunque se han detectado miles de ellos de forma indirecta, obtener imágenes de exoplanetas es un auténtico reto porque son menos brillantes y, vistos desde la Tierra, se encuentran muy cerca de su estrella; su señal, que queda ahogada por la de la estrella, no destaca lo suficiente como para ser visible.

Para superar este problema, el CNRS desarrolló un accesorio telescópico para el instrumento MIRI del James Webb, un coronógrafo que puede reproducir el efecto que se observa durante un eclipse (al ocultar la estrella es más fácil observar los objetos que la rodean sin que estos queden ocultos por su luz).

Esta técnica ha permitido descubrir el nuevo exoplaneta, que se encuentra dentro de un disco de escombros rocosos y polvo.

Se cree que los planetas se forman a partir del polvo y el gas de los discos protoplanetarios, enormes acumulaciones de escombros, polvo y gas que orbitan alrededor de las estrellas recién formadas.

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Los sistemas más prometedores -los más estudiados por los científicos- son los que tienen unos pocos millones de años de antigüedad y en los que se pueden ver mejor los discos de escombros en los que se forman los planetas.

En este estudio, los científicos aprovecharon la sensibilidad sin precedentes del instrumento de infrarrojo medio del telescopio James Webb para buscar planetas en el disco de la estrella TWA 7, de unos 6,4 millones de antigüedad, que está formado por tres anillos, uno de ellos especialmente estrecho y rodeado de dos zonas vacías casi sin materia.

La imagen obtenida por el Webb reveló una fuente en el centro de este anillo estrecho y, tras descartar un posible sesgo de observación, los científicos concluyeron que se trataba muy probablemente de un exoplaneta que podría haberse formado en el espacio entre el primer y el segundo anillo del disco.

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Además, mediante simulaciones detalladas, los autores han confirmado la formación de un anillo delgado y un 'agujero' en la posición exacta del planeta, que se corresponden perfectamente con las observaciones del Webb.

Estas imágenes proporcionan nuevos conocimientos sobre las interacciones entre los discos protoplanetarios y los objetos circundantes, además de ampliar el uso de las imágenes para aprender más sobre los exoplanetas pequeños, asegura el estudio.

Un gigante pequeño

TWA 7 b, el nuevo exoplaneta es diez veces más ligero que los capturados anteriormente en imágenes.

Su masa es comparable a la de Saturno, que es aproximadamente un 30 % de la de Júpiter, el planeta más masivo del sistema solar.

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Este resultado marca un nuevo paso en la investigación y la obtención de imágenes directas de exoplanetas cada vez más pequeños, más similares a la Tierra que a los gigantes gaseosos del sistema solar, aunque el James Webb tiene potencial para ir aún más lejos en el futuro.

Este descubrimiento demuestra la relevancia de las futuras generaciones de telescopios espaciales y terrestres diseñados para buscar exoplanetas, especialmente con la ayuda de coronógrafos más avanzados.

Ya se están identificando los sistemas más prometedores para estas futuras observaciones.