Un exoplaneta con forma de limón y atmósfera de carbono desafía las teorías de formación planetaria
Un mundo del tamaño de Júpiter, deformado por la gravedad de un púlsar y abrasado por radiación extrema, presenta una atmósfera dominada por carbono molecular, algo nunca observado hasta ahora. El descubrimiento, realizado por el James Webb, plantea un desafío directo a las teorías actuales sobre cómo se forman los planetas.
Por Enrique Coperías
Recreación artística de PSR J2322-2650b, un exoplaneta del tamaño de Júpiter que orbita un púlsar en solo 7,8 horas y cuya intensa gravedad lo deforma hasta darle una llamativa forma de limón. Cortesía: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
Por fuera parece un planeta imposible. Por dentro, quizá lo sea aún más. A unos 2.000 años luz de la Tierra, un mundo del tamaño de Júpiter, abrasado por la radiación de un púlsar y deformado por fuerzas extremas, acaba de convertirse en uno de los objetos más desconcertantes jamás observados fuera del Sistema Solar.
Su nombre técnico es PSR J2322–2650b, pero su rareza lo ha llevado a ser descrito por sus descubridores como un «planeta con forma de limón»: un cuerpo estirado, casi desgarrado, que desafía las reglas de la formación planetaria.
El hallazgo, publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters, se apoya en observaciones del telescopio espacial James Webb Space Telescope, que por primera vez ha permitido analizar con detalle la atmósfera de un planeta que no orbita una estrella convencional, sino un púlsar, el núcleo ultradenso y giratorio que queda tras la explosión de una estrella masiva. El resultado es una historia que mezcla química extrema, vientos supersónicos y un pasado evolutivo que los modelos actuales apenas pueden explicar.
Cómo puede existir un planeta alrededor de un púlsar
Los púlsares son, en principio, malos vecinos para cualquier mundo. Emiten radiación de alta energía, rayos gamma y potentes vientos de partículas que tienden a evaporar todo lo que se acerque demasiado. Por eso, cuando en las últimas décadas se descubrieron planetas en órbita alrededor de púlsares, los astrónomos los consideraron rarezas cósmicas. PSR J2322–2650b va un paso más allá.
Este objeto tiene una masa comparable a la de Júpiter y completa una órbita en apenas 7,8 horas. Está tan cerca de su púlsar que las fuerzas de marea lo deforman hasta casi llenar su lóbulo de Roche, la región gravitatoria que define su estabilidad. De ahí la metáfora del limón: no es una esfera perfecta, sino un cuerpo alargado, distorsionado, a punto de perder material.
La sorpresa no termina en su forma ni en su órbita. Gracias al James Webb, los investigadores han podido medir directamente la luz infrarroja emitida por el planeta a lo largo de toda su vuelta alrededor del púlsar. Y lo que han visto no se parece a nada conocido.
¿Por qué la atmósfera de PSR J2322–2650b es única?
En la atmósfera de los exoplanetas estudiados hasta ahora, el carbono suele aparecer combinado con oxígeno o hidrógeno, en moléculas como el monóxido de carbono, el metano y el dióxido de carbono. En PSR J2322–2650b, en cambio, los espectros revelan algo inédito. Hablamos de la presencia dominante de carbono molecular puro, en formas como C₂ y C₃.
Es la primera vez que se detectan estas moléculas en la atmósfera de un planeta. Su abundancia implica proporciones extremas: más de cien átomos de carbono por cada átomo de oxígeno, y decenas de miles por cada átomo de nitrógeno. En términos químicos, es un régimen desconocido.
«La atmósfera está extraordinariamente empobrecida en hidrógeno, oxígeno y nitrógeno», concluyen los autores. Eso significa que el carbono no encuentra con qué combinarse, y por eso permanece en forma de cadenas moleculares puras, algo que en condiciones normales sería químicamente inestable.
Temperaturas extremas y vientos supersónicos en un exoplaneta
Las temperaturas extremas tampoco ayudan a la normalidad planetaria. En el lado diurno, siempre orientado hacia el púlsar, el planeta alcanza picos de unos 2.000 ºC; en el lado nocturno, la temperatura cae hasta unos 625 ºC. Aun así, la diferencia es moderada para un objeto tan extremo, lo que apunta a una circulación atmosférica muy eficiente.
De hecho, el análisis de la luz revela un detalle fascinante: el punto más caliente del planeta no está exactamente bajo el púlsar, sino desplazado hacia el oeste. Eso indica la presencia de vientos intensos que soplan en sentido contrario al habitual en los júpiteres calientes que orbitan estrellas normales.
Es un régimen dinámico distinto, dominado por una rotación ultrarrápida —el planeta gira sobre sí mismo en apenas ocho horas— y por una forma de calentamiento radicalmente diferente, impulsada por rayos gamma que penetran profundamente en la atmósfera.
La variación de brillo del exoplaneta a lo largo de su órbita permite reconstruir cómo el púlsar calienta su superficie: los puntos representan las observaciones y las líneas, los modelos teóricos. A partir de estas curvas, los astrónomos pueden estimar la temperatura del planeta y su forma deformada, así como entender mejor la interacción extrema entre ambos cuerpos. Cortesía: Michael Zhang et al
¿Es PSR J2322–2650b un planeta o el resto de una estrella?
La gran pregunta es cómo pudo formarse algo así. PSR J2322–2650b no encaja en el relato clásico de un planeta nacido en un disco de gas y polvo alrededor de una estrella joven. Su entorno y su composición apuntan a otra historia.
En palabras de Michael Zhang, investigador del Departamento de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Chicago y coautor del estudio, «la hipótesis más aceptada es que se trata de el resto de una estrella compañera que fue despojada de casi toda su masa por el púlsar». En los llamados sistemas viuda negra, el púlsar va evaporando lentamente a su pareja estelar. En este caso, el proceso habría dejado un núcleo rico en helio, con trazas de carbono, reducido a una masa planetaria.
Pero incluso ese escenario tiene problemas. Los modelos de evolución estelar no producen fácilmente proporciones de carbono tan extremas como las observadas. Ni siquiera las estrellas de carbono o las enanas blancas ricas en este elemento alcanzan relaciones tan desequilibradas entre carbono, oxígeno y nitrógeno.
Otra posibilidad, aún más especulativa, es que el planeta haya sufrido procesos de enriquecimiento posteriores, quizá asociados a la condensación de polvo de carbono o a reacciones inducidas por la radiación del púlsar. Ninguna explicación es plenamente satisfactoria.
Un laboratorio cósmico único
Más allá del misterio de su origen, PSR J2322–2650b se ha convertido en un laboratorio natural para explorar límites extremos que la física planetaria apenas había rozado. Su atmósfera abre una ventana a una química exótica; su dinámica atmosférica pone a prueba los modelos de circulación global; y su propia existencia obliga a replantear qué entendemos por planeta.
Los autores del estudio subrayan que este podría no ser un caso único. Otros objetos similares —restos ultraligeros de sistemas viuda negra— podrían esconder composiciones igual de extrañas. El problema es que, hasta ahora, ninguno había sido observable con la precisión necesaria. El telescopio Webb ha cambiado eso.
En términos sencillos, PSR J2322–2650b es un planeta del tamaño de Júpiter, extremadamente caliente, deformado por la gravedad de un púlsar y con una atmósfera dominada por carbono, algo nunca visto hasta ahora.
En astronomía, los grandes avances suelen llegar cuando aparece algo que no debería estar ahí. Un exoplaneta con forma de limón, una atmósfera hecha casi solo de carbono y una historia imposible es, sin duda, uno de esos casos. Y como suele ocurrir, lejos de cerrar una cuestión, abre muchas más.▪️
Fuente: Michael Zhang et al. A Carbon-rich Atmosphere on a Windy Pulsar Planet. The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ae157c
