Un equipo internacional de astrónomos descubrió un sistema planetario excepcional que podría ofrecer nuevas pistas sobre cómo se forman algunos de los mundos más extraños del universo. Se trata de TOI-791, un sistema compuesto por dos exoplanetas «superesponjosos», una clase extremadamente rara de planetas con densidades tan bajas que desafían los modelos tradicionales de formación planetaria.
Los investigadores consideran que ambos planetas son prácticamente «hermanos», ya que se habrían formado al mismo tiempo a partir del mismo disco de gas y polvo que rodeaba a su estrella cuando esta era joven. Además de compartir un origen común, mantienen una compleja relación gravitacional que los convierte en un laboratorio natural único para estudiar la evolución de este tipo de cuerpos celestes.
Los dos mundos, denominados TOI-791 b y TOI-791 c, orbitan su estrella siguiendo una resonancia de movimiento medio de 5:3. Esto significa que por cada cinco vueltas que completa el planeta más cercano a la estrella, el planeta exterior realiza casi exactamente tres órbitas. Esta sincronización provoca que ambos cuerpos ejerzan una atracción gravitacional periódica entre sí, alterando ligeramente el momento en que pasan frente a su estrella.
Estas pequeñas variaciones en el tiempo de los tránsitos fueron fundamentales para el descubrimiento. Cuando un planeta cruza frente a su estrella desde la perspectiva de la Tierra, bloquea una pequeña parte de su luz. Analizando la disminución del brillo, los científicos pueden calcular el tamaño del planeta. Sin embargo, en este caso, las alteraciones en la sincronización de esos tránsitos también permitieron estimar sus masas y, posteriormente, calcular su densidad.
Los resultados sorprendieron a los investigadores. Ambos planetas poseen una densidad extraordinariamente baja, lo que los clasifica como «superesponjosos», una categoría extremadamente poco común dentro de los miles de exoplanetas descubiertos hasta ahora.
La doctora George Dransfield, investigadora principal del estudio, explicó que actualmente solo se conocen cuatro sistemas planetarios que albergan múltiples planetas de este tipo. Encontrar dos superesponjosos en un mismo sistema convierte a TOI-791 en un caso excepcional para comprender cómo nacen y evolucionan estos mundos tan peculiares.
Los planetas fueron identificados inicialmente gracias a Planet Hunters TESS, un proyecto de ciencia ciudadana en el que miles de voluntarios colaboran analizando datos obtenidos por el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA. TOI-791 b fue detectado como candidato en 2019, mientras que TOI-791 c fue identificado en 2023.
Posteriormente, un equipo internacional confirmó sus características mediante observaciones realizadas con telescopios distribuidos en distintos puntos del planeta, lo que permitió medir con precisión tanto el tamaño como la masa de ambos exoplanetas.
Uno de los instrumentos clave para esta investigación fue el telescopio ASTEP (Búsqueda Antártica de Exoplanetas en Tránsito), ubicado en la Estación Concordia, en la Antártida. Gracias a las particulares condiciones del invierno antártico, donde la oscuridad se mantiene durante varios meses consecutivos, los astrónomos pudieron registrar de manera continua tránsitos planetarios que duraron más de 11 horas.
Según los investigadores, se trata de los tránsitos completos más largos jamás observados desde la superficie terrestre sin interrupciones, un logro que permitió obtener datos imposibles de conseguir desde otras regiones del planeta, donde el amanecer interrumpe las observaciones.
A pesar del descubrimiento, el origen de los planetas superesponjosos continúa siendo objeto de debate científico. Una de las hipótesis más aceptadas propone que estos cuerpos poseen atmósferas gigantescas compuestas principalmente por hidrógeno y helio, las cuales representan una parte importante de su masa total.
De acuerdo con esta teoría, los planetas se habrían formado en regiones muy alejadas de su estrella, donde las bajas temperaturas facilitaron que enormes cantidades de gas se acumularan rápidamente alrededor de un pequeño núcleo sólido. Esa envoltura gaseosa explicaría su enorme tamaño en comparación con su escasa densidad.
Para comprobar esta hipótesis, el equipo de investigación planea realizar nuevas observaciones utilizando el telescopio espacial James Webb. El objetivo será analizar la composición química de las atmósferas de ambos planetas y determinar si contienen moléculas ricas en carbono, nitrógeno y oxígeno, elementos que podrían revelar detalles sobre el lugar y las condiciones en que se formaron.
El profesor Amaury Triaud, de la Universidad de Birmingham y uno de los responsables del proyecto ASTEP en el Reino Unido, señaló que este sistema representa una oportunidad única para estudiar la evolución de los planetas superesponjosos y comprender mejor cómo se desarrollan sus enormes atmósferas.
Por su parte, el profesor Tristan Guillot, investigador de la Université Côte d’Azur y también integrante del proyecto ASTEP, destacó que este tipo de sistemas multiplanetarios presentan interacciones gravitacionales complejas que evolucionan durante décadas o incluso siglos. Según explicó, solo la colaboración internacional y la combinación de observaciones realizadas desde la Antártida, telescopios espaciales y observatorios de varios continentes hicieron posible revelar la verdadera naturaleza de estos extraordinarios mundos.
El estudio fue liderado por la Universidad de Oxford, en colaboración con la Université Côte d’Azur/Observatoire de la Côte d’Azur y la Universidad de Birmingham, y sus resultados fueron publicados en la revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
El hallazgo no solo amplía el catálogo de exoplanetas conocidos, sino que también proporciona una oportunidad excepcional para poner a prueba las teorías actuales sobre la formación de planetas gigantes. Comprender cómo surgen estos inusuales mundos de densidad extremadamente baja podría ayudar a explicar mejor la enorme diversidad de sistemas planetarios existentes en nuestra galaxia.