El telescopio espacial James Webb (JWST) acaba de detectar un exoplaneta que desafía las reglas conocidas sobre la formación planetaria. Orbitando una estrella de neutrones en un sistema extremo conocido como «viuda negra», este planeta presenta una atmósfera compuesta casi exclusivamente por carbono, algo sin precedentes en la astronomía moderna.
Un sistema extremo y letal
El protagonista de este hallazgo es el sistema PSR J2322-2650, un tipo de pulsar de milisegundos que se alimenta de la materia de su estrella compañera. Este proceso, similar al de una araña viuda negra devorando a su pareja, da nombre a estos sistemas. En su etapa final, la estrella original queda reducida a una especie de planeta gaseoso de tamaño similar a Júpiter, que gira alrededor del pulsar en apenas 7,8 horas.
El objeto en cuestión, PSR J2322-2650b, coincide con lo que se espera en este tipo de sistemas: un planeta caliente, de baja densidad, compuesto en su mayor parte por helio. Sin embargo, lo que descubrió el JWST en su atmósfera no encaja en este patrón.
Una atmósfera rica en carbono elemental
Los datos espectrográficos del JWST revelaron que la atmósfera de este planeta contiene cantidades abrumadoras de compuestos de carbono elemental, especialmente tricarbono (C3) y dicarbono (C2). Estas moléculas son habituales en las colas de los cometas o en llamas terrestres, pero nunca se habían observado de forma dominante en la atmósfera de un planeta.
La diferencia entre los elementos químicos presentes en este planeta y los que se esperan en uno formado a partir del material de una estrella evaporada es abismal. Durante el proceso de transformación en una «viuda negra», se supone que la mayor parte de la envoltura rica en elementos pesados es arrancada y destruida. No debería quedar suficiente carbono como para explicar estos niveles tan elevados.
Días infernales y noches oscuras
Otra peculiaridad del planeta es su comportamiento térmico. Como está acoplado por marea a su estrella, siempre muestra la misma cara al pulsar. En el lado diurno, las temperaturas superan los 2000 °C y los espectros químicos son nítidos y complejos. Pero en el lado nocturno, los datos apenas muestran características. Los científicos especulan que podría estar cubierto de una capa de hollín o alguna forma de carbono amorfo que bloquea cualquier emisión reconocible.
Este contraste entre día y noche plantea nuevos retos para entender la circulación atmosférica en planetas extremos. De hecho, los modelos previos predecían vientos fuertes hacia el oeste en planetas de rotación rápida como este. El JWST confirmó esta teoría al detectar que la región más caliente está desplazada 12 grados al oeste del centro, algo que nunca antes se había observado de forma directa.
Ratios químicos que desconciertan
Para entender mejor la composición del planeta, los investigadores calcularon los cocientes entre carbono y oxígeno (C/O) y entre carbono y nitrógeno (C/N). El resultado fue impactante: un C/O superior a 100 y un C/N que supera los 10.000. Para ponerlo en perspectiva, la Tierra tiene un C/O de 0,01 y un C/N de 40. Estos valores indican un dominio absoluto del carbono en la atmósfera de PSR J2322-2650b, algo que ningún modelo actual puede justificar completamente.
Algunas teorías especulan con una fusión previa entre estrellas ricas en carbono, como las enanas blancas conocidas como «estrellas de carbono». Pero incluso esos escenarios no explican ratios tan extremos. En otras palabras, este planeta podría ser el primer caso conocido de un mundo casi enteramente hecho de carbono en estado elemental.
Nuevas preguntas para la ciencia planetaria
Aunque varios aspectos del planeta concuerdan con los modelos teóricos, como su masa, densidad y circulación atmosférica, su composición química lanza un jarro de agua fría sobre las ideas preconcebidas. El hecho de que un planeta pueda mantener una atmósfera de carbono puro tras haber sido irradiado y despojado por una estrella de neutrones es una gran sorpresa.
Este descubrimiento no sólo aporta una nueva pieza al rompecabezas de la formación planetaria en sistemas extremos. También abre la puerta a preguntarse si podría haber más planetas con atmósferas exóticas que no hemos detectado aún simplemente porque no esperábamos encontrarlos.
La investigación, actualmente en revisión tras ser publicada en arXiv, marca un hito para la astronomía. Es otro ejemplo de cómo el JWST no solo está cumpliendo con su misión, sino también obligando a replantear las reglas del juego. Al igual que una receta de cocina que resulta en un sabor totalmente inesperado, este planeta desafía los ingredientes habituales del universo conocido.
