Un equipo de investigadores españoles y alemanes, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), el Instituto de Tecnología de California y el Instituto Max Planck de Astronomía, coordinados por el profesor Rafael Rebolo (IAC/CSIC), ha descubierto en la región de Orión tres planetas gigantes y otros 15 cuerpos que podrían serlo, una vez se complete su análisis. Los planetas detectados tienen una masa entre 5 y 15 veces mayor que Júpiter, el mayor planeta del Sistema Solar. Los resultados, que publica la revista Science, muestran por primera vez imágenes y espectros de cuerpos con masas planetarias que no están ligados a ninguna estrella. Los superjúpiter estudiados flotan libremente en el cúmulo Sigma de Orión, una región muy activa en formación de estrellas, a unos 1.000 años-luz de la Tierra. Se calcula que estos planetas, extraordinariamente jóvenes, tienen una edad de menos de cinco millones de años.
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Las imágenes de estos planetas ‘solitarios’ han sido obtenidas, en el rango óptico, con el telescopio "Isaac Newton", de 2,5 metros, emplazado en el Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma) del IAC y, en el infrarrojo, con el telescopio de 3,5 metros del Observatorio de Calar Alto (Almería). La combinación de estos datos permitió identificar una gran concentración de objetos muy poco luminosos, de color extraordinariamente rojizo, en una pequeña región en torno al sistema estelar Sigma de Orión, que hacía previsible que se tratase de planetas gigantes en formación. Posteriormente, los espectros obtenidos con el mayor telescopio del mundo, el "Keck", de 10 metros, del Observatorio de Mauna Kea en Hawai, confirmaron estas expectativas.
Aunque desde 1995 se conoce la existencia de cuerpos similares a Júpiter alrededor de estrellas, hasta ahora no se había podido obtener imágenes de estos gigantes, pues su brillo es mil millones de veces más débil que el de las estrellas alrededor de las que orbitan. Los nuevos planetas detectados se encuentran en pleno proceso de contracción - su tamaño se está reduciendo por efecto de su gravedad- e irradian unas diez mil veces más energía que cuando, una vez se estabilicen, alcancen el tamaño de Júpiter.
Aprovechando esta circunstancia, los investigadores iniciaron en 1998 una exploración y un rastreo en busca de planetas gigantes de la región de Orión, bien conocida por albergar numerosas estrellas jóvenes. Los resultados que publica ahora la revista Science muestran por primera vez imágenes y espectros de cuerpos con masas planetarias que, sin embargo, tienen la particularidad de no encontrarse ligados a ninguna de las estrellas de su entorno.
Estos superjúpiter flotan libremente dentro de un cúmulo de estrellas, pero a distancias suficientemente grandes, que les permiten evitar la atracción gravitatoria de ninguna estrella. De los 18 candidatos detectados, tres han sido ya estudiados con técnicas de espectroscopía y confirmados como objetos gaseosos con temperaturas superficiales de unos 1.500 grados centígrados, que son las esperadas para planetas un poco más masivos que Júpiter en etapas evolutivas muy tempranas.
Para Rafael Rebolo, "el descubrimiento supone un desafío para la teoría. En realidad, no existe una explicación definitiva. Estos cuerpos parecen demasiado numerosos y jóvenes para haberse formado en discos protoplanetarios y haber sido expulsados después como resultado de las colisiones entre las estrellas que poseen esos discos. Es más plausible la posibilidad de que surjan directamente de la fragmentación y el colapso de las nubes de gas, un proceso que quizá ocurra en tan sólo unos pocos millones de años". Sin embargo, este mecanismo de fragmentación también plantea dificultades desde el punto de vista teórico a la hora de explicar la formación de cuerpos con una masa tan cercana a la de Júpiter y, por tanto, está pendiente una explicación definitiva para su existencia.
"Los objetos que hemos detectados en Orión se enfriarán progresivamente - afirma Víctor Sánchez Béjar, miembro doctorando del equipo del IAC- y en unos cientos de millones de años tendrán temperaturas superficiales de 0 a 100 grados centígrados. Nunca desarrollarán zonas rocosas y seguirán enfriándose indefinidamente, hasta alcanzar temperaturas similares a las de Júpiter".
Aún es pronto para saber cuántos de estos planetas gigantes puede haber en la Galaxia, aunque si la estadística observada en Orión fuese representativa de toda la Vía Láctea, habría cientos de millones de superjúpiter aislados poblando el espacio interestelar. Según los participantes en el estudio, todo apunta a que podrían ser tan numerosos como las estrellas de tipo solar. En la vecindad del Sol (en un radio de 20 años-luz) podría haber 30 ó 40. Su descubrimiento supone un desafío para las actuales tecnologías, pero una vez detectados en exploraciones profundas del cielo, en el rango del infrarrojo medio, su análisis detallado se efectuaría con telescopios de 10 metros, como el Gran Telescopio CANARIAS, que se construye en la isla de La Palma y que comenzará su operación científica a finales de 2003.
AUTORES DEL ESTUDIO (EN ORDEN DE FIRMA):
- María Rosa Zapatero Osorio (IAC- Instituto de Tecnología de California)
- Víctor Sánchez Béjar (IAC)
- Eduardo Martín (Instituto de Tecnología de California- Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai)
- Rafael Rebolo (IAC-Consejo Superior de Investigaciones Científicas)
- David Barrado y Navascués (Instituto Max Planck de Astronomía- Universidad Autónoma de Madrid)
- Coryn Bailer-Jones (Instituto Max Planck de Astronomía)
- Reinhard Mundt (Instituto Max Planck de Astronomía)
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