Astrónomos que utilizan el Telescopio Espacial James Webb han detectado azufre en las atmósferas de exoplanetas gigantes en el sistema HR 8799, lo que sugiere que se formaron mediante acreción de núcleo similar a Júpiter. Este hallazgo desafía modelos anteriores, ya que estos planetas son cinco a diez veces más masivos que Júpiter y orbitan mucho más lejos de su estrella. El descubrimiento fue liderado por investigadores de la Universidad de California en San Diego y publicado en Nature Astronomy.
El sistema estelar HR 8799, ubicado a unos 133 años luz en la constelación de Pegaso, contiene cuatro gigantes gaseosos, cada uno entre cinco y diez veces la masa de Júpiter. Estos planetas orbitan su estrella a distancias de 15 a 70 unidades astronómicas, mucho más allá de lo que predecían los modelos anteriores para la formación por acreción de núcleo, donde un núcleo sólido se construye a partir de polvo y hielo antes de acumular gas. Un equipo liderado por Jean-Baptiste Ruffio, científico investigador de la Universidad de California en San Diego, analizó datos del JWST para estudiar las atmósferas de tres planetas interiores del sistema. Usando espectroscopía, identificaron firmas de azufre, incluyendo sulfuro de hidrógeno en HR 8799 c, y probablemente en los otros dos. La presencia de elementos refractarios como el azufre indica que los planetas se formaron mediante acreción de núcleo en lugar de inestabilidad gravitacional, que se asemejaría a la formación de enanas marrones. «Con su sensibilidad sin precedentes, el JWST está permitiendo el estudio más detallado de las atmósferas de estos planetas, dándonos pistas sobre sus vías de formación. Con la detección de azufre, podemos inferir que los planetas de HR 8799 probablemente se formaron de manera similar a Júpiter a pesar de ser cinco a diez veces más masivos, lo cual era inesperado», declaró Ruffio. El sistema es joven, con unos 30 millones de años, lo que permite una detección más clara del calor de formación. Los planetas también muestran niveles más altos de elementos pesados como carbono y oxígeno en comparación con su estrella anfitriona, lo que apoya sus orígenes planetarios. Quinn Konopacky, profesor de astronomía y astrofísica de la UC San Diego, señaló: «Hay muchos modelos de formación planetaria que considerar. Creo que esto muestra que los modelos antiguos de acreción de núcleo están desactualizados. Y de los modelos más nuevos, estamos mirando aquellos en los que los gigantes gaseosos pueden formar núcleos sólidos realmente lejos de su estrella». Ruffio añadió: «Creo que la pregunta es, ¿qué tan grande puede ser un planeta? ¿Puede un planeta tener 15, 20, 30 veces la masa de Júpiter y aún así haberse formado como un planeta? ¿Dónde está la transición entre la formación de planetas y la formación de enanas marrones?». HR 8799 es el único sistema conocido imaged directamente con cuatro gigantes gaseosos tan masivos, aunque existen otros con menos compañeros grandes. La investigación fue apoyada por NASA.
