LAS MEGATIERRAS QUE PROBABLEMENTE NO LO SON
La teoría de formación planetaria pone un techo a los mundos rocosos. Un núcleo en crecimiento que supera unas 10 masas terrestres ya no puede evitar la acreción descontrolada de gas: atrae gas del disco que rodea a su joven estrella y se convierte en un planeta rico en gas. Las simulaciones de colisiones y erosión dan el mismo límite. Las mediciones de planetas reales sitúan el paso de la roca desnuda a los mundos envueltos en gas incluso más abajo, en torno a 4 o 5 masas terrestres.
Y, sin embargo, en los últimos años han aparecido unos pocos planetas con la densidad de la roca y masas muy por encima de diez Tierras. Algunos astrónomos los llaman «megatierras». Explicarlos exigiría historias exóticas: colisiones tardías después de que desapareciera el disco de gas, o los núcleos despojados de antiguos gigantes.
Casey Brinkman y Nicolas Cowan, del Instituto Espacial Trottier de la Universidad McGill de Montreal, se hicieron una pregunta más sencilla: ¿son realmente tan pesados estos planetas?
Pesar un planeta por el bamboleo de su estrella
La mayoría de estas masas proceden de las velocidades radiales: al orbitar, un planeta tira de su estrella hacia delante y hacia atrás, y la luz de la estrella cambia muy ligeramente de color. La amplitud de ese bamboleo da la masa del planeta.
El problema es que las estrellas no están quietas. Las estrellas magnéticamente activas tienen manchas oscuras y zonas brillantes que giran con la estrella. Añaden ruido a las mediciones, y una mancha que entra en el campo de visión al girar puede imitar —o inflar— la señal de un planeta.
Ocho sospechosos, un rasgo común
La pareja partió del Archivo de Exoplanetas de la NASA y se quedó con 333 planetas de menos de cuatro radios terrestres con un radio fiable y una masa medida por velocidad radial. Encontraron:
- 4 planetas con densidad rocosa y más de 10 masas terrestres: WASP-84 c, TOI-1347 b, TOI-2322 c y HD 63433 b.
- 4 más por encima del límite y casi sin envoltura de hidrógeno y helio: GJ 523 b, TOI-815 c, HD 18599 b y GJ 143 b.
Para medir la actividad de cada estrella anfitriona, usaron un índice basado en la luz del calcio emitida por la capa exterior caliente de la estrella, que se intensifica con el calentamiento magnético. Por encima de un valor de −4,75, una estrella se considera activa. Las mediciones de brillo de la misión TESS también muestran que cada estrella se atenúa y se aviva a medida que giran sus manchas.
El resultado: las ocho orbitan estrellas activas. De las 37 estrellas con masa planetaria y medición de actividad, solo 13 son activas.
Las probabilidades de una coincidencia
Si las megatierras estuvieran repartidas de forma uniforme, la probabilidad de que las cuatro rocosas hubieran caído todas alrededor de estrellas activas sería:
p = 13/37 × 12/36 × 11/35 × 10/34 = 0,01
Alrededor del 1 %. Si se añaden las otras cuatro, baja a 0,0003.
¿Podría ser que las estrellas jóvenes y activas fabriquen mejor las megatierras? Los autores no ven ningún motivo. Formar una requeriría colisiones adicionales, una migración hacia el interior hasta órbitas de 0,8 a 20 días y quizá la pérdida de una atmósfera densa, y todo eso lleva tiempo. En todo caso, estos mundos deberían favorecer a las estrellas más viejas.
Dónde fallan las masas
Todas las mediciones originales usaron procesos gaussianos, una herramienta estadística que modela el ruido de la estrella para poder separar la señal del planeta. Pero un modelo demasiado flexible puede absorber la señal equivocada y producir masas demasiado grandes. Los casos parecen frágiles:
- Alrededor de WASP-84, la agitación de la estrella (unos 13 m/s) es mayor que la señal del planeta (7,7 m/s).
- TOI-2322 gira en 21,28 días; su planeta orbita en 20,23 días.
- HD 63433 b, el más pesado con 37 masas terrestres, no fue detectado en absoluto por un segundo equipo, que fijó un límite superior de 21 masas terrestres.
- Tres de los planetas quedan por debajo de un umbral publicado de señal-ruido por debajo del cual se sabe que estos modelos no son fiables.
Los autores recuerdan un precedente: otro planeta cuya masa resultó estar inflada por un factor de tres debido a una señal periódica no tratada.
No hay gigantes rocosos, por ahora
Su conclusión: no hay pruebas convincentes de planetas rocosos por encima de diez masas terrestres. Las masas obtenidas por velocidad radial de planetas que orbitan estrellas activas merecen escepticismo, «sobre todo cuando la existencia de esos planetas pondría en cuestión nuestras ideas sobre la formación planetaria». Proponen programar las observaciones de modo que tanto la actividad de la estrella como el planeta queden bien muestreados.
El argumento es estadístico y se apoya en una muestra pequeña: ocho planetas y 37 estrellas. Los autores no rehicieron los ajustes de masa originales.