Se pensaba que los Júpiter calientes, esas gigantes gaseosas que orbitan muy cerca de su estrella, barrían a cualquier otro planeta durante su migración. Sin embargo, el sistema TOI-1130, situado a 190 años luz, contradice esta regla: uno de ellos, TOI-1130c, comparte su espacio íntimo con un planeta más pequeño, una mini-Neptuno llamada TOI-1130b.
Esta convivencia inesperada sorprendió a los astrónomos cuando fue descubierta en 2020 por Chelsea Huang, entonces en el MIT, gracias a los datos del satélite TESS de la NASA. "Este sistema es único en su tipo", explicó Huang. "Se considera que los Júpiter calientes son solitarios: su gravedad es tan fuerte que cualquier planeta situado dentro de su órbita es expulsado. Sin embargo, aquí un compañero interior ha sobrevivido."
Impresión artística de la mini-Neptuno TOI-1130b y su compañero Júpiter caliente TOI-1130c, ambos formados lejos de su estrella antes de migrar hacia el interior.
Crédito: Jose-Luis Olivares, MIT Para comprender este enigma, un equipo internacional dirigido por Saugata Barat del MIT apuntó el telescopio espacial James Webb hacia la mini-Neptuno durante su tránsito frente a su estrella. Al analizar la luz estelar filtrada por su atmósfera, descubrieron una composición sorprendente: vapor de agua, dióxido de carbono, dióxido de azufre y metano. Estos elementos "pesados" (más pesados que el hidrógeno y el helio) indican que la mini-Neptuno no se formó cerca de su estrella, sino mucho más allá de la "línea de hielo", el límite donde la temperatura permite que el agua permanezca congelada.
"Esta medición confirma que la mini-Neptuno se formó más allá de la línea de hielo." Los dos planetas habrían migrado juntos, mantenidos por una resonancia gravitacional que les impide colisionar. Actualmente, la mini-Neptuno completa su órbita en 4 días, mientras que el Júpiter caliente tarda 8 días, en una proporción de 2:1.
La observación de este dúo no fue fácil. Sus atracciones mutuas provocan variaciones de tránsito, lo que hace que predecir sus pasos sea delicado. El equipo solo disponía de una oportunidad con el JWST. "Había que apuntar con precisión", relató Barat. Gracias a un modelo desarrollado por Judith Korth de la Universidad de Lund, basado en observaciones pasadas, pudieron ajustar perfectamente sus mediciones.
Este descubrimiento, publicado en
The Astrophysical Journal Letters, podría explicar la existencia de otras mini-Neptunos cercanas a su estrella. Muestra que planetas formados más allá de la línea de hielo pueden sobrevivir y conservar una atmósfera rica en elementos pesados, incluso en las proximidades de un Júpiter caliente.
Fuente: The Astrophysical Journal Letters