Qué son los planetas 'prohibidos' y por qué existen

Un planeta que no debería estar ahí

Imaginen un guisante orbitando un limón. Esa es aproximadamente la proporción de tamaño entre el gigante gaseoso TOI-5205 b y su estrella anfitriona, una enana roja apenas cuatro veces más ancha que Júpiter. Según todos los modelos convencionales de cómo se forman los planetas, un mundo tan masivo no debería existir alrededor de una estrella tan pequeña. Los astrónomos llaman a objetos como este planetas "prohibidos": gigantes gaseosos encontrados en lugares donde la teoría dice que no pueden crecer.

El descubrimiento, señalado por primera vez por el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA y confirmado posteriormente por telescopios terrestres, no es una curiosidad aislada. Un catálogo creciente de desajustes similares está obligando a los científicos planetarios a revisar la física fundamental de cómo nacen los mundos.

Cómo se forman normalmente los planetas

La explicación dominante para la formación de gigantes gaseosos es el modelo de acreción del núcleo. En el disco arremolinado de gas y polvo alrededor de una estrella recién nacida, diminutos granos chocan y se pegan, construyendo gradualmente un núcleo rocoso. Una vez que ese núcleo alcanza aproximadamente entre 10 y 15 masas terrestres, su gravedad se vuelve lo suficientemente fuerte como para acumular vastas cantidades de hidrógeno y helio circundantes, expandiéndose hasta convertirse en un gigante gaseoso como Júpiter o Saturno.

El proceso es lento (las estimaciones oscilan entre unos pocos millones y decenas de millones de años) y exige un disco rico en material sólido. Ese es precisamente el problema con las enanas rojas. Estas estrellas frías y tenues, que constituyen aproximadamente el 70 por ciento de todas las estrellas de la Vía Láctea, tienen discos proporcionalmente menos masivos. Menos materia prima significa menos posibilidades de construir un núcleo lo suficientemente pesado como para desencadenar la captura descontrolada de gas antes de que el disco se disipe.

Por qué las enanas rojas rompen las reglas

Las investigaciones sugieren que los gigantes gaseosos cercanos orbitan solo alrededor de una de cada 40 enanas rojas, en comparación con aproximadamente una de cada diez estrellas similares al Sol. La rareza se ajusta a la predicción de la acreción del núcleo, pero las excepciones son espectaculares. TOI-5205 b bloquea un siete por ciento completo de la luz de su estrella durante cada tránsito, una señal enorme que no deja dudas sobre su tamaño.

Las observaciones del Telescopio Espacial James Webb (JWST) han profundizado el misterio. Un estudio de 2025 publicado en The Astronomical Journal encontró que la atmósfera de TOI-5205 b contiene menos elementos pesados que su propia estrella anfitriona, lo contrario de lo que predice la acreción del núcleo. Los modelos interiores sugieren que la mayor parte del planeta es aproximadamente 100 veces más rica en metales que su delgada envoltura exterior, lo que implica que el interior y la atmósfera no están bien mezclados.

La alternativa: inestabilidad del disco

Si un núcleo no puede crecer lo suficientemente rápido, tal vez el planeta nunca necesitó uno. El modelo de inestabilidad del disco propone que un disco protoplanetario suficientemente masivo y frío puede fragmentarse directamente en grupos auto-gravitantes. Estos grupos colapsan bajo su propio peso en tan solo unos cientos de años, miles de veces más rápido que la acreción del núcleo.

La inestabilidad del disco explica elegantemente cómo un gigante gaseoso podría aparecer alrededor de una estrella de baja masa antes de que el disco desaparezca. Sin embargo, el modelo tiene sus propias dificultades: requiere temperaturas y masas de disco específicas, y las simulaciones muestran que muchos grupos se separan antes de que puedan contraerse en planetas estables.

Una tercera posibilidad implica discos de mayor duración alrededor de las enanas rojas. Se han detectado discos ricos en gas alrededor de estrellas de baja masa de hasta 45 millones de años, mucho más que la vida útil típica de cinco a diez millones de años que se observa alrededor de las estrellas similares al Sol. Una ventana más larga podría darle a la acreción del núcleo el tiempo extra que necesita.

Por qué es importante

Las enanas rojas son las estrellas más comunes de la galaxia, y muchas se encuentran en el punto de mira de los estudios de exoplanetas que buscan mundos habitables. Comprender qué tipos de planetas pueden formarse a su alrededor, y cómo, influye directamente en las estimaciones de dónde podría surgir la vida.

Los planetas prohibidos también sirven como laboratorios naturales. Debido a que bloquean una fracción tan grande de la luz de su estrella, instrumentos como el JWST pueden estudiar sus atmósferas con un detalle inusual, probando modelos de formación con huellas químicas reales en lugar de solo simulaciones por computadora.

A medida que crece el catálogo de estos mundos inadaptados, una cosa está clara: el universo construye planetas de formas que los astrónomos aún no han imaginado por completo.