Los discos protoplanetarios, compuestos de gas y polvo, se forman alrededor de estrellas jóvenes, y es de ahí de donde provienen los planetas. Estos discos no duran para siempre. Finalmente, la energía emitida por la estrella los disipa mediante fotoevaporación, el material es absorbido por los planetas y el proceso de formación planetaria cesa.
Se espera que todas las estrellas jóvenes tengan discos protoplanetarios, y estos entornos polvorientos dificultan la formación de planetas jóvenes. Los astrónomos observaron recientemente una estrella binaria con discos separados. La estrella primaria ha limpiado su polvoriento disco protoplanetario, mientras que su compañera no. Ahora que la estrella primaria ha limpiado el polvo que lo oscurecía, es un objetivo excelente para la observación directa de planetas. La investigación se titula “Descubrimiento mediante imágenes directas de un joven planeta gigante en órbita a escala del Sistema Solar ” y se publicó en Astronomy and Astrophysics. El autor principal es Tomas Stolker, profesor adjunto de astronomía en el Observatorio de Leiden de la Universidad de Leiden (Países Bajos).
El sistema estelar doble se denomina HD 135344 AB y se encuentra a unos 440 años luz de la Tierra. A y B son estrellas jóvenes y orbitan ampliamente entre sí, lo que indica que sus discos protoplanetarios evolucionaron por separado. La estrella primaria es una estrella de secuencia principal de tipo A, y la secundaria es una estrella de secuencia principal de tipo F.
El aspecto crítico de este sistema binario es que la estrella primaria ha despejado su disco protoplanetario, mientras que la estrella secundaria no lo ha hecho. La estrella secundaria se ha estudiado durante décadas, principalmente porque aún está formando planetas. Las observaciones revelaron una cavidad central en el disco, brazos espirales y sombras variables, características que sugieren interacciones entre planetas y discos, a pesar de que los planetas reales están ocultos a las observaciones por una densa capa de polvo.
La estrella primaria, por otro lado, parece no tener disco y no ha atraído mucha atención. Sin embargo, esa falta de polvo la convierte en un lugar destacado para la búsqueda de exoplanetas.
En la nueva investigación, el equipo utilizó el Very Large Telescope (VLT) y su instrumento de exoplanetas SPHERE para obtener imágenes directas de un planeta que orbita la estrella primaria, HD 135344 A. Fueron necesarias cuatro años de observaciones dedicadas con instrumentos potentes para detectarlo.
“La estrella A nunca había sido investigada porque no contiene un disco. Mis colegas y yo teníamos curiosidad por saber si ya se había formado un planeta”, dijo Stolker en un comunicado de prensa.
“Y así, después de cuatro años de mediciones cuidadosas y algo de suerte, la respuesta es sí”.

HD 135344 Ab es un planeta joven con unas 10 masas de Júpiter. Orbita a una distancia de 15 a 20 unidades astronómicas de su estrella, y su tipo espectral es de tipo medio-L, lo que significa que se encuentra entre una enana marrón y un gigante gaseoso. No tiene más de 12 millones de años, lo que lo convierte en uno de los planetas más jóvenes de los que se ha obtenido una imagen directa. El hecho de que la estrella primaria haya dejado de formar planetas mientras la estrella secundaria todavía está formándolos muestra que las estrellas binarias pueden tener diferentes tiempos de formación de planetas y de discos protoplanetarios.
Cuando detectaron el planeta por primera vez, no estaba claro si era un planeta o una estrella. Pero el VLT es un telescopio potente y flexible. Está compuesto por cuatro telescopios independientes, pero idénticos, que pueden usarse como interferómetro, y cuatro telescopios auxiliares más pequeños que pueden colocarse independientemente.
Esto permitió al VLT y al SPHERE cartografiar la ubicación del planeta con extrema precisión. Con el tiempo, observaron cómo la estrella y el supuesto planeta se movían juntos, lo que confirmó su existencia.

“Hemos tenido suerte”, dice Stolker. “El ángulo entre el planeta y la estrella es tan pequeño que SPHERE apenas puede detectarlo”.
Observar e fotografiar exoplanetas es una tarea extremadamente difícil. La mayoría de los descubrimientos de exoplanetas se infieren a partir de datos observacionales y se presentan con ilustraciones artísticas que son interpretaciones de los datos. Aunque las imágenes de HD 135344 Ab no muestran ningún detalle planetario, son imágenes directas, no representaciones.
Los investigadores afirman que el planeta probablemente se formó cerca de la línea de nieve de su sistema solar. Los científicos creen que esta es una región clave para la formación de planetas gigantes.
Allí existen diferentes materiales porque los volátiles como el agua, el amoníaco y el metano son sólidos en lugar de gases. El impulso colectivo a las superficies sólidas disponibles facilita que los granos de polvo se adhieran entre sí y, con el tiempo, se conviertan en planetas.
Fue difícil determinar que el planeta no era una estrella de fondo, algo que dificulta la obtención de imágenes directas de exoplanetas. Los datos astrométricos de Gaia desempeñan un papel fundamental en este proceso.
“Este estudio también destaca la importancia de las mediciones astrométricas de alta precisión para separar completamente el movimiento orbital del movimiento de fondo en una región de estrellas de fondo no estacionarias”, explican los autores.
Pero también requirió de cierta suerte. “Sin embargo, el descubrimiento de HD 135344 Ab tuvo mucho que ver con la suerte, ya que detectamos el planeta en una separación favorable a lo largo de su órbita inclinada”, escriben los autores en su conclusión.
En los próximos 10 a 20 años, la separación angular con su estrella disminuirá a ≈10–35 mas (minutos y segundos de arco), lo que significa que el planeta no habría sido descubierto con el SPHERE durante una gran fracción de su órbita. Los estudios de imágenes directas muestran que los planetas gigantes como este son raros en separaciones de 20 UA o más. Se espera que la detección de estos planetas a separaciones más cortas aumente cuando la misión astrométrica Gaia de la ESA publique su cuarto conjunto de datos en 2026. Estos datos guiarán la búsqueda para obtener imágenes directas de más exoplanetas.
“Gaia DR4 podría revelar indicios de planetas gigantes cercanos similares en regiones de formación estelar, lo que orientará las búsquedas de imágenes directas y los algoritmos de posprocesamiento”, explican los investigadores.
“HD 135344 Ab podría ser parte de una población de planetas gigantes que podrían haberse formado en las proximidades de la línea de nieve”, escriben los autores.
“Estos objetos han seguido siendo difíciles de detectar, ya que la mayoría de los estudios y estrategias de observación no han sido optimizados para separaciones tan pequeñas”.
Si existe una población de planetas gigantes jóvenes como este, a los científicos de exoplanetas les encantaría encontrarlos. Podrían aprender mucho sobre la formación de planetas gigantes gracias a ellos. Cuando los detecten, el siguiente paso será estudiarlos con mayor detalle.
El próximo Telescopio Extremadamente Grande (EXT), que verá su primera luz en 2029, tendrá la capacidad de lograrlo. Esto revelará más sobre estos planetas, su composición y su formación.
Fuente: Science Alert.