Dos nuevos mundos de gas destapan los secretos de los planetas gigantes que orbitan estrellas diminutas
El satélite TESS de la NASA ha descubierto dos planetas del tamaño de Júpiter —TOI-5916 b y TOI-6158 b— que orbitan en torno a unas enanas rojas, estrellas tan pequeñas que hasta ahora parecían incapaces de engendrar mundos gigantes. El hallazgo desafía las teorías sobre la formación planetaria y abre una nueva ventana al estudio de los gigantes gaseosos del cosmos.
Por Enrique Coperías
Representación artística de los exoplanetas TOI-5916 b y TOI-6158 b, dos mundos gaseosos del tamaño de Júpiter que orbitan estrellas enanas rojas de tipo M2. Ambos presentan densidades similares a Saturno y completan una vuelta a sus estrellas en pocos días. Su descubrimiento con el satélite TESS revela cómo incluso los soles más pequeños pueden albergar planetas gigantes. Crédito: Ilustración generada a partir de datos del estudio O’Brien et al. (2025) / NASA / ESA / IA generativa.
El satélite TESS continúa ampliando el catálogo de mundos exóticos conocidos. Su última hazaña: el descubrimiento de dos planetas gigantes gaseosos, bautizados como TOI-5916 b y TOI-6158 b, que orbitan alrededor de sendas estrellas enanas rojas, astros pequeños y fríos de tipo M.
Los dos exoplanetas tienen el tamaño de Júpiter, pero una densidad más parecida a la de Saturno.
El hallazgo, confirmado con observaciones desde Tierra, aporta pistas valiosas sobre cómo se forman los planetas masivos alrededor de estrellas enanas pequeñas, un proceso que durante años ha desconcertado a los astrónomos.
Dos Júpiteres templados alrededor de soles rojos
Los dos exoplanetas fueron detectados por el TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) al observar diminutas caídas periódicas en el brillo de sus estrellas, señales inequívocas de un tránsito planetario. TOI-5916 b gira alrededor de su estrella cada 2,37 días y TOI-6158 b lo hace en 3,04 días.
Ambas exoplanetas orbitan tan cerca de su estrella que completarían casi un centenar de años en un solo año terrestre. Sin embargo, pese a su proximidad, no son mundos abrasadores: la escasa luz de sus soles rojos mantiene sus temperaturas en torno a 700 y 630 kelvin (entre 430 ºC y 360 °C), relativamente templadas para los estándares de los llamados Júpiteres calientes.
Las observaciones desde el suelo —en el observatorio Red Buttes de Wyoming (Estados Unidos) y en el telescopio Swope de Las Campanas (Chile)— confirmaron la naturaleza planetaria de las señales registradas por el TESS. Después, espectros obtenidos con el Habitable-Zone Planet Finder, un espectrógrafo infrarrojo de alta precisión instalado en el telescopio Hobby-Eberly (Texas), permitieron medir sus masas mediante el leve bamboleo que provocan en sus estrellas anfitrionas. El resultado:
✅ 219 masas terrestres (0,69 Júpiteres) para TOI-5916 b
✅ 135 masas terrestres (0,43 Júpiteres) para TOI-6158 b.
Sus radios, de 1,05 y 0,93 veces el de Júpiter, revelan densidades de 0,7 y 0,66 gramos por centímetro cúbico, muy similares a la del propio Saturno.
🔭 Parámetros de TOI-5916 b y TOI-6158 b
Satélite: TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite, NASA)
Tipo de objeto: Exoplanetas gigantes gaseosos (GEMS)
Designaciones: TOI-5916 b y TOI-6158 b
Estrellas anfitrionas: Enanas rojas (tipo M2)
Distancia a la Tierra: 196 y 182 años luz
Parámetro | TOI-5916 b | TOI-6158 b |
---|---|---|
Tipo de planeta | Saturno templado | Saturno templado |
Periodo orbital | 2,37 días | 3,04 días |
Masa | 219 ± 28 masas terrestres (0,69 masas de Júpiter) |
135 ± 19 masas terrestres (0,43 masas de Júpiter) |
Radio | 1,05 radios de Júpiter | 0,93 radios de Júpiter |
Densidad | 0,70 g/cm³ | 0,66 g/cm³ |
Temperatura estimada | ≈ 700 K (427 °C) | ≈ 630 K (357 °C) |
Distancia orbital | 0,03 UA | 0,032 UA |
Referencia: O’Brien et al. (2025), “Searching for GEMS: TOI-5916 b & TOI-6158 b are two Saturn-density planets orbiting M2 dwarfs”. Preprint arXiv:2510.11798v1.
Qué son los GEMS: los gigantes gaseosos de las enanas M
A TOI-5916 b y TOI-6158 b mundos pertenecen a una clase cada vez más reconocida de exoplanetas: los llamados GEMS (Giant Exoplanets orbiting M dwarfs), es decir, gigantes gaseosos en torno a enanas M. Son objetos excepcionales. Menos de tres de cada mil enanas rojas conocidas parecen tener un planeta de ese tamaño. El hallazgo de cada nuevo miembro ayuda a llenar un vacío en los modelos de formación planetaria.
El problema es de escala. Las estrellas enanas M, que constituyen cerca del 70 % de las estrellas de la Vía Láctea, son pequeñas y frías, con masas entre un 10 % y un 60 % de la del Sol. Sus discos protoplanetarios, donde nacen los planetas, contienen mucha menos materia que los de estrellas más grandes. Según la teoría más aceptada —la acreción del núcleo—, se necesitarían decenas de masas terrestres de roca y hielo para formar el núcleo de un planeta gigante gaseoso antes de que el gas del disco se disipe. En los discos pobres en material de las enanas M, ese proceso parece demasiado lento. ¿Cómo se las ingenian entonces algunas de estas estrellas diminutas para engendrar planetas del tamaño de Júpiter?
Una posibilidad es que, en ciertos casos, el disco sea tan masivo o denso que su propia gravedad provoque un colapso directo del gas, un mecanismo conocido como inestabilidad gravitacional. Sin embargo, ese proceso suele producir planetas muy lejanos, a decenas de unidades astronómicas de su estrella. Las órbitas cortas de TOI-5916 b y TOI-6158 b —ambas a apenas 0,03 unidades astronómicas, menos de un diez por ciento de la distancia entre Mercurio y el Sol— implican que, si se formaron lejos, migraron hacia el interior con el tiempo.
El satélite cazador de tránsitos
Lanzado en 2018, el satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) recorre el cielo observando amplias porciones durante semanas. Cada vez que una estrella muestra un leve y repetido descenso de brillo, los astrónomos examinan los datos para descartar falsos positivos, como eclipses de estrellas compañeras.
En el caso de TOI-5916 b y TOI-6158 b, los investigadores descartaron contaminaciones de otras fuentes mediante imágenes de alta resolución obtenidas con los instrumentos ShaneAO, en el observatorio Lick de California; y NESSI, en el Kitt Peak de Arizona. Ninguna de las dos estrellas mostró acompañantes cercanos, confirmando que el responsable de los tránsitos era, efectivamente, un planeta.
Las dos estrellas anfitrionas, catalogadas como enanas M2, tienen temperaturas de unos 3 500 kelvin —la mitad que el Sol— y radios cercanos a 0,48 radios solares. Son estrellas tranquilas, con velocidades de rotación muy bajas (menos de 2 kilómetros por segundo), lo que facilita la detección de pequeñas variaciones de velocidad radial. Se encuentran relativamente cerca a 196 y 182 años luz de la Tierra.
Imágenes estelares de alta resolución de TOI-5916 (izquierda) y TOI-6158 (derecha). Las observaciones realizadas con el instrumento NESSI muestran las estrellas anfitrionas de los nuevos exoplanetas descubiertos por TESS. Los gráficos indican los límites de detección en distintos filtros de luz (en azul y rojo) y los recuadros superiores muestran las imágenes obtenidas. No se detectaron estrellas compañeras ni fuentes de fondo, lo que confirma que las señales observadas provienen realmente de los planetas que orbitan cada estrella. Cortesía: Shane O'Brien et al.
Saturnos templados: densos en historia, ligeros en masa
El análisis conjunto de las curvas de luz y las mediciones de velocidad radial muestra que ambos planetas tienen densidades sorprendentemente bajas, comparables a las de Saturno e inferiores a la del agua. Este tipo de mundos, bautizados a veces como Saturnos calientes o Saturnos templados, son cada vez más frecuentes en los hallazgos de TESS, pero su origen aún intriga. La baja densidad indica una envoltura de hidrógeno y helio muy extensa sobre un núcleo relativamente pequeño, pero no lo bastante grande como para atraer tanto gas como Júpiter.
Según los autores, encabezados por Shane O’Brien, de la Universidad de California en Irvine, los GEMS parecen formar una población intermedia entre los gigantes clásicos y los súper-Júpiteres de alta masa.
De los 35 sistemas de este tipo conocidos hasta ahora, veinte presentan densidades entre 0,5 y 1 gramo por centímetro cúbico. Esa coincidencia sugiere un patrón físico común: quizá las condiciones en los discos de las enanas M favorezcan la formación de núcleos que detienen la acreción de gas justo antes de alcanzar la masa de Júpiter.
Un patrón emergente: órbitas más cercanas y masas menores
Al comparar las órbitas de los GEMS con las de los planetas gigantes que orbitan estrellas como el Sol (de tipos F, G y K), el equipo detecta otra tendencia llamativa: los gigantes de las enanas M suelen encontrarse mucho más cerca de sus estrellas. Incluso tras corregir el sesgo observacional (pues los tránsitos son más fáciles de detectar en órbitas cortas), la diferencia se mantiene.
Mientras que los Júpiteres calientes de estrellas solares suelen ubicarse a distancias medias de 0,3 unidades astronómicas, los GEMS tienden a concentrarse en torno a 0,04 UA.
Los autores proponen que este acercamiento podría deberse a procesos de migración o a interacciones gravitatorias entre planetas que acaban circularizando sus órbitas. En estrellas pequeñas, la gravedad y las mareas actúan con mayor intensidad, de modo que bastaría una ligera perturbación para arrastrar un planeta gigante hacia el interior. Este fenómeno explicaría también por qué las órbitas de los GEMS son, en promedio, más cortas y redondeadas.
Sin signos de «inflado»: estabilidad frente a calor estelar
A diferencia de los Júpiteres calientes descubiertos en torno a estrellas más grandes y luminosas, muchos de los cuales aparecen inflados por el calor y la radiación de su estrella, los GEMS mantienen radios normales.
En el caso de TOI-5916 b y TOI-6158 b, el equipo no observa correlación entre el flujo de energía recibido y el tamaño planetario. Las frías enanas M simplemente no emiten suficiente radiación para inflar sus planetas.
«Estos mundos no son globos de gas recalentado, sino esferas estables de hidrógeno y helio, más parecidas a Saturno que a los Júpiteres calientes abrasados por el Sol», explican los investigadores en su artículo, que está publicado en arXiv.
Un mosaico que redefine la formación planetaria
Con estos dos descubrimientos, el proyecto Searching for GEMS Survey, que combina los datos de TESS con observaciones desde Tierra, eleva a 35 el número de planetas gigantes conocidos alrededor de enanas M. Este conjunto, aunque aún modesto, empieza a permitir estudios estadísticos sobre su distribución de masas, tamaños y órbitas. De momento, las conclusiones provisionales son claras:
✅ Los GEMS tienden a tener densidades tipo Saturno, entre 0,5 y 1 g/cm³.
✅ Sus órbitas son cortas, con periodos de apenas unos pocos días.
✅ No muestran el inflado típico de los Júpiteres calientes.
✅ Sus masas máximas disminuyen a medida que lo hace la masa de la estrella.
Estos patrones apuntan a un mecanismo de formación común para los gigantes gaseosos de baja densidad, tanto alrededor de enanas M como de estrellas más grandes. En ambos casos, la frontera entre un planeta tipo Saturno y uno tipo Júpiter podría depender de la cantidad de gas disponible en el disco y de la rapidez con la que el núcleo crece antes de disiparse ese gas.
Pequeñas estrellas, grandes sorpresas
Las enanas rojas se han convertido en un laboratorio privilegiado para la astrofísica planetaria. Aunque más débiles que el Sol, su abundancia —representan la mayoría de las estrellas de la Vía Láctea— las convierte en objetivos prioritarios para buscar mundos habitables.
En los últimos años, telescopios espaciales como el TESS y el James Webb Space Telescope (JWST) han comenzado a estudiar las atmósferas de algunos de sus planetas.
Sin embargo, los GEMS, con su tamaño colosal y su cercanía a la estrella, no son candidatos a la habitabilidad, sino piezas clave para entender la arquitectura de los sistemas planetarios y las fronteras de la formación planetaria.
Ilustración de un planeta gigante gaseoso que orbita una estrella enana roja de tipo K (sistema OGLE-2003-BLG-235L/MOA-2003-BLG-53L). El planeta no ha sido observado directamente, pero su presencia se detectó en 2003 mediante observaciones de microlente gravitatoria de una estrella de fondo en nuestra galaxia. Este fenómeno ocurre cuando una estrella en primer plano amplifica la luz de otra más lejana al alinearse brevemente con ella. Cortesía: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)
Implicaciones científicas y futuras observaciones
Los autores señalan que, para confirmar las tendencias observadas, harán falta al menos cinco o seis nuevos GEMS bien caracterizados. Cada descubrimiento ayuda a afinar los modelos. Si la mayoría de ellos resultan ser Saturnos templados y no súper-Júpiteres, los teóricos deberán reconsiderar cuán eficientes son los discos de las enanas M para acumular gas.
Podría tratarse de un equilibrio sutil entre la masa de la estrella, la composición del disco y la rapidez con que migra el planeta hacia el interior.
«Los planetas gigantes alrededor de estrellas pequeñas son una rareza cósmica, pero también una ventana a procesos que no vemos en otros lugares —escriben los investigadores—. El estudio de estos sistemas nos ayudará a entender no solo cómo se forman los planetas, sino también por qué algunos sistemas estelares parecen tan distintos al nuestro».
Colosos gaseosos en miniaturas cósmicas
En los próximos años, telescopios como el James Web y los futuros Extremely Large Telescopes permitirán observar directamente las atmósferas de los GEMS. Analizar su composición podría revelar si se formaron donde están o migraron desde regiones exteriores, y si su química se asemeja más a la de los planetas del Sistema Solar o a la de los mundos gigantes detectados alrededor de estrellas más calientes.
Por ahora, TOI-5916 b y TOI-6158 b son dos nuevas piezas del puzle. Orbitan estrellas rojas a apenas unos millones de kilómetros, giran en pocos días y, pese a su tamaño joviano, flotan con la ligereza de un Saturno.
En la inmensidad del firmamento, estos colosos gaseosos alrededor de soles diminutos recuerdan que incluso los astros más modestos pueden dar cobijo a mundos descomunales. ▪️
Fuente: Shane O'Brien et al. Searching for GEMS: TOI-5916 b & TOI-6158 b are two Saturn-density planets orbiting M2 dwarfs. arXiv (2025). DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2510.11798