El telescopio espacial James Webb localiza su primer exoplaneta y se asoma a la infancia de los sistemas planetarios

Los datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST) han permitido detectar por primera vez un exoplaneta, con la particularidad de que lo ha observado en el disco de escombros de una estrella vista desde uno de sus polos, lo que ofrece una visión inédita sobre cómo se forman los discos protoplanetarios.

El hallazgo, realizado por el equipo de Anne-Marie Lagrange, se publica este miércoles en un artículo en la revista Nature, en el que describe un pequeño planeta gaseoso bautizado como TWA 7b, por el nombre de la estrella que orbita. Lagrange y sus colegas analizaron el disco de tres anillos que rodea a TWA 7, una estrella que se formó hace aproximadamente 6,4 millones de años y, comparando los datos con las observaciones del Very Large Telescope (ESO), detectaron un posible exoplaneta con una masa comparable a la de Saturno.

Según los investigadores, este planeta es aproximadamente un 30% menor que Júpiter y orbita a 52 unidades astronómicas (UA) de su estrella. Este nuevo exoplaneta es diez veces más ligero que los captados previamente en imágenes, por lo que 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.

La imagen original captada por el telescopio James Webb.

El descubrimiento se logró mediante un coronógrafo de fabricación francesa instalado en el instrumento MIRI del JWST, que permite tapar la luz de la estrella primaria para ver mejor lo que sucede a su alrededor. El hallazgo tiene un interés añadido, porque se cree que los planetas se forman dentro de discos protoplanetarios, acumulaciones de polvo y gas que orbitan alrededor de estrellas recién formadas. Las observaciones de estos discos suelen detectar estructuras anulares y huecos, que se cree que son indicios de planetas pastores invisibles; sin embargo, nunca se había conseguido ver el proceso con este detalle hasta ahora.

Un sistema con tres anillos

El sistema tiene tres anillos distintos, uno de los cuales es especialmente estrecho y está rodeado por dos áreas vacías con casi nada de materia. La imagen obtenida por el JWST reveló una fuente dentro del corazón de este estrecho anillo. Después de descartar un posible sesgo de observación, los científicos confirmaron que se trata de un exoplaneta.

Los planetas recién formados en estos discos aún están calientes y se pueden detectar en el rango térmico del infrarrojo medio, para el cual el JWST ha proporcionado una ventana de observación única. Según los autores, estas imágenes contribuyen a mejorar nuestra comprensión de la formación planetaria temprana y los procesos dinámicos que tienen lugar en los discos protoplanetarios. El JWST tiene el potencial de llegar aún más lejos en el futuro y los científicos esperan capturar imágenes de planetas con tan solo el 10% de la masa de Júpiter. De hecho, ya están identificando los sistemas más prometedores para estas futuras observaciones.

La foto de un “planeta bebé”

“Es un artículo bastante clave, en el sentido de que es lo que todos esperábamos, pero todavía no se había dado ese paso”, asegura Enric Pallé, investigador del Instituto Astrofísico de Canarias (IAC) experto en exoplanetas. El VLT y el telescopio milimétrico ALMA observaron todos estos discos protoplanetarios de gas y polvo y determinaron que había huecos en los anillos, explica. Esto se asociaba a que allí se estaban formando planetas que, por efecto gravitatorio, limpiaban la órbita, pero la prueba no se ha obtenido hasta ahora, gracias al James Webb.

“VLT nos había dado un mapa del disco”, explica Pallé. “En él podíamos ver las zonas oscuras y las zonas más brillantes que corresponden a mayor y menor densidad del gas. Y las observaciones de James Webb lo que ven es una fuente de luz —porque los planetas, cuando se están formando, todavía emiten calor— que coincide con las propiedades que uno esperaría de un planeta”.

Para el especialista, la gran novedad es el momento en el que se detecta este exoplaneta. “Es como si pudieras ver un bebé en su primera media hora de vida”, asegura. La estrella en la que orbita tiene seis millones de años, que en términos de la vida de una estrella no es nada. “Esto ayudará a refinar los modelos teóricos, que estiman que los procesos de formación de los planetas ocurren y terminan en los primeros 100 millones de años”, sentencia. “Una de las grandes preguntas que quedan en este campo es cómo se forman esos sistemas planetarios y por qué vemos esta diversidad, así que detectar planetas bebés cuando se están formando tiene un valor incalculable”.

Para Francisco J. Pozuelos, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), lo más relevante del hallazgo es el hecho de que con la técnica de imagen directa se empiecen a descubrir planetas más pequeños. “Esto nos acerca cada vez más al Santo Grial de poder ver planetas tipo Tierra en la zona habitable de su estrella”, explica a elDiario.es. “Hasta ahora lo que se encontraban eran planetas inmensos, de cuatro, cinco o seis veces el tamaño de Júpiter, y ahora estamos hablando de uno más pequeño que Saturno, es decir, es un paso cuantitativo importante”.

A juicio de Pozuelos, el instrumento del JWST nos abre la posibilidad de descubrir otros planetas jóvenes en discos protoplanetarios, y aprender más para cuando entren en funcionamiento instrumentos de mayor resolución que nos permitan ver más planetas de hasta cuatro veces el tamaño de la Tierra. “Esa es la gran esperanza”, concluye. “Ser capaces de bajar la sensibilidad hasta el punto de ver este tipo de planetas, que son pequeños y empiezan a estar cada vez más fríos, es un gran paso hacia ese objetivo”.