¿Dónde nacen los Júpiter calientes? La respuesta está en la química ✛ ✎

Imagina que por el acento de una persona puedes determinar en qué ciudad creció. Un principio similar funciona para los planetas lejanos: la composición de su atmósfera guarda memoria de su lugar de nacimiento. Son especialmente interesantes los llamados Júpiter calientes: son exoplanetas gigantes como nuestro Júpiter, pero situados increíblemente cerca de sus estrellas. El primer planeta de este tipo fue descubierto en 1995 por Michel Mayor y Didier Queloz. Desde entonces, los astrónomos se preguntan dónde se formaron. Porque cerca de la estrella hace demasiado calor y hay poco material de construcción. Solo pudieron nacer más lejos, en las regiones frías del disco protoplanetario, una enorme nube de gas y polvo alrededor de una estrella joven, donde la materia se va aglomerando gradualmente en planetas.

El agua juega un papel decisivo. En el disco protoplanetario hay un límite claro: la línea de nieve del agua, donde la temperatura cae tanto que el agua se congela y se convierte en hielo. Los planetas nacidos dentro de esta línea reciben menos hielo de agua y por eso están enriquecidos en oxígeno; los que nacieron fuera, al revés. Los científicos utilizaron modelos computacionales para seguir el crecimiento de los planetas en un disco de acreción, un flujo de materia que cae hacia la estrella y los planetas. Al comparar los resultados con datos reales sobre el contenido de carbono y oxígeno en las atmósferas de nueve Júpiter calientes, obtenidos mediante el método de tránsito (cuando el planeta pasa por delante del disco estelar) y espectroscopía (descomposición de la luz en colores), llegaron a la conclusión de que al menos seis de los nueve planetas se formaron más allá de la línea de nieve del agua, y algunos incluso más lejos, más allá de la línea del dióxido de carbono. Esto indica que los futuros Júpiter calientes iniciaron su viaje en las gélidas afueras del sistema, donde abunda el hielo.

Pero, ¿cómo llegaron a estar casi pegados a sus estrellas? Los científicos creen que, además de la deriva suave en el disco, juega un papel enorme la migración planetaria debido a los empujones gravitacionales con otros planetas. Esto explica por qué las órbitas de muchos Júpiter calientes son alargadas e inclinadas, aunque ahora se encuentran en órbitas muy ajustadas. Resulta que el análisis químico de las atmósferas —en concreto, la proporción de carbono y oxígeno, que depende de la metalicidad general del entorno— se convierte en la clave para desentrañar la turbulenta historia de estos sistemas.