Un equipo internacional de astrónomos, con participación de instituciones europeas y estadounidenses, ha identificado un exoplaneta con una silueta alargada, parecida a un limón, que está obligando a revisar algunas ideas asentadas sobre cómo nacen y evolucionan los mundos fuera del Sistema Solar.
El objeto, catalogado como PSR J2322-2650b, fue analizado con el Telescopio Espacial James Webb (JWST), desarrollado por la NASA en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense. Los datos revelan no solo una forma muy distorsionada por la gravedad, sino también una atmósfera insólita dominada por helio y carbono que desconcierta a la comunidad científica.
Un gigante gaseoso deformado en forma de limón
PSR J2322-2650b tiene una masa comparable a la de Júpiter, pero su aspecto está lejos de ser esférico. Los modelos obtenidos a partir de las observaciones del JWST indican que su diámetro ecuatorial es aproximadamente un 38 % mayor que el polar, lo que le da esa apariencia de balón de fútbol americano o de limón estirado.
La causa de esta geometría tan extrema es su proximidad a un púlsar, una estrella de neutrones diminuta y muy densa que gira a gran velocidad. El planeta se encuentra a solo 1,6 millones de kilómetros de su estrella, una distancia ínfima si se compara con los unos 150-160 millones de kilómetros que separan la Tierra del Sol. En estas condiciones, las fuerzas de marea gravitatoria tiran del planeta hasta deformarlo.
Esta órbita tan apretada hace que su año sea extraordinariamente corto: PSR J2322-2650b tarda unas 7,8 horas en completar una vuelta alrededor del púlsar. En la práctica, es como si el planeta estuviera permanentemente sometido a un tirón gravitatorio brutal, lo que explica la silueta alargada detectada por el equipo científico.
Los propios investigadores reconocen que la detección les pilló con el pie cambiado. Tras descargar los primeros datos del JWST, la reacción en el grupo fue literalmente un «¿qué demonios es esto?», al comprobar que el objeto no encajaba ni en la forma ni en la composición con ningún exoplaneta estudiado hasta ahora.
Un sistema de tipo “viuda negra” con un planeta como víctima
El entorno en el que se mueve PSR J2322-2650b también es singular. El planeta orbita un púlsar de milisegundos, una estrella de neutrones con la masa del Sol comprimida en un cuerpo del tamaño de una ciudad. Estos objetos giran centenares de veces por segundo y emiten haces de radiación electromagnética que barren el espacio como el haz de un faro.
Este tipo de configuraciones se conocen como sistemas “viuda negra”, en los que el púlsar va despojando poco a poco de materia a su compañero. Lo habitual es que ese compañero sea una estrella ligera, cuya envoltura gaseosa va siendo arrancada y evaporada por el bombardeo de rayos gamma y viento de partículas de alta energía. En este caso, sin embargo, el objeto que acompaña al púlsar es un exoplaneta oficialmente reconocido como tal por la Unión Astronómica Internacional, y no una estrella.
De los más de 6.000 exoplanetas confirmados hasta la fecha, PSR J2322-2650b destaca como el único gigante gaseoso caliente detectado en órbita alrededor de un púlsar. Además, solo se conoce un número muy reducido de púlsares que alberguen planetas, lo que convierte al sistema en un laboratorio natural poco común para estudiar la física extrema.
El púlsar emite principalmente rayos gamma y otras partículas muy energéticas, que, paradójicamente, resultan una ventaja observacional. Esas emisiones son prácticamente invisibles para los instrumentos infrarrojos del James Webb, de modo que el telescopio puede registrar con limpieza la luz térmica procedente del planeta sin el deslumbramiento habitual de una estrella brillante de la secuencia principal.
Una atmósfera dominada por helio y carbono molecular
Si la forma de limón ya hace peculiar a PSR J2322-2650b, lo que de verdad ha dejado perplejos a los especialistas es su atmósfera exótica. En lugar de las moléculas habituales que se han visto en otros mundos -como vapor de agua, metano o dióxido de carbono-, las observaciones infrarrojas del JWST muestran una mezcla dominada por helio y carbono molecular.
En los espectros analizados aparecen de forma clara firmas de C₂ y C₃, dos configuraciones de moléculas de carbono que nunca se habían detectado de manera tan evidente en un exoplaneta. Los autores del trabajo subrayan que, entre las alrededor de 150 atmósferas planetarias estudiadas en detalle dentro y fuera del Sistema Solar, ninguna se parece a la de este objeto.
Las temperaturas en el planeta son extremadamente altas. En el lado iluminado por el púlsar se alcanzan cerca de 2.040 ºC, mientras que en la cara en sombra, siempre dirigida en sentido opuesto por el acoplamiento de marea, las estimaciones rondan los 650 ºC. En este rango térmico, si hubiera abundancia de otros elementos, el carbono tendería a combinarse con ellos, formando moléculas más complejas en lugar de aparecer como carbono molecular “libre”.
Sin embargo, el análisis indica una casi total ausencia de oxígeno y nitrógeno en la atmósfera. Esta carencia explica por qué el carbono puede dominar en forma de C₂ y C₃, pero al mismo tiempo plantea un rompecabezas sobre el origen del planeta: ningún modelo estándar de formación planetaria predice una composición tan extrema, rica en carbono y tan pobre en otros elementos ligeros.
Los investigadores apuntan, incluso, a la posibilidad de que existan nubes de hollín y partículas de carbono flotando en las capas altas, que en las profundidades podrían condensarse y dar lugar a estructuras similares a diamantes, según estudios sobre minerales y rocas. Aunque esta idea se mantiene por ahora en el terreno de la hipótesis, encaja con los cálculos de presión y temperatura en el interior del planeta.
Un origen que desafía los modelos de formación planetaria
Comprender cómo se ha podido generar un cuerpo con estas características se ha convertido en una de las grandes incógnitas del estudio. Los autores del trabajo descartan que PSR J2322-2650b se haya formado como un planeta “convencional” en un disco protoplanetario, ya que su composición química no coincide con lo que se observa en otros gigantes gaseosos cercanos a sus estrellas.
Tampoco encaja del todo la hipótesis de que sea el resto desnudo de una antigua estrella compañera a la que el púlsar habría ido arrancando capas externas, como ocurre en las viudas negras típicas. La física nuclear que rige el interior estelar no favorece la producción de grandes cantidades de carbono casi puro sin acompañamiento significativo de otros elementos, de modo que este escenario deja sin explicar la atmósfera actual del planeta.
Una de las ideas alternativas que se barajan es que, a medida que el objeto se fue enfriando, la mezcla interna de carbono y oxígeno comenzara a cristalizar. En ese proceso, los cristales de carbono más puros habrían tendido a ascender y mezclarse con el helio en capas más externas, dejando el oxígeno más confinado en el interior o atrapado en fases sólidas. Pese a ello, los astrónomos reconocen que no está claro cómo se ha podido eliminar de forma tan eficaz el oxígeno y el nitrógeno de la atmósfera.
En palabras de los responsables del estudio, el sistema parece contradecir todos los mecanismos de formación conocidos. Para la comunidad científica, este tipo de hallazgos representa un desafío, pero también una oportunidad para poner a prueba las teorías actuales y, si hace falta, reformularlas.
El papel clave del telescopio espacial James Webb
El descubrimiento de PSR J2322-2650b ha sido posible gracias a las capacidades del James Webb Space Telescope, el observatorio espacial más potente en activo, gestionado conjuntamente por la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense. Situado a unos 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, el Webb opera en el infrarrojo y está protegido del calor solar por un enorme parasol.
Ese escudo térmico mantiene los instrumentos a temperaturas muy bajas, lo que permite registrar señales extremadamente débiles. Desde suelo europeo, aunque se disponga de grandes telescopios, sería prácticamente imposible observar una atmósfera tan tenue como la de este exoplaneta: el calor propio de la Tierra y de los equipos aporta un ruido adicional de fotones que enmascara la señal que se intenta medir.
En el caso concreto de PSR J2322-2650b, el hecho de que el púlsar brille poco en el infrarrojo ha sido un punto a favor. El JWST pudo seguir el planeta a lo largo de toda su órbita, midiendo cómo variaba la radiación emitida a medida que giraba en torno a la estrella de neutrones. Esto ha permitido obtener un espectro especialmente limpio, sin el deslumbramiento típico de las estrellas corrientes.
Gracias a esa calidad de datos, el equipo ha sido capaz no solo de identificar la presencia de C₂ y C₃, sino también de reconstruir la geometría del planeta y la distribución de temperaturas entre el hemisferio diurno y el nocturno. Esa información es clave para entender cómo responden las atmósferas de los gigantes gaseosos a condiciones de irradiación tan extremas.
Desde el lanzamiento del James Webb en 2021, el telescopio ha aportado numerosos resultados sobre galaxias lejanas, estrellas jóvenes y exoplanetas. Hallazgos como este refuerzan el papel de la infraestructura espacial en la astronomía europea y mundial, y muestran hasta qué punto sigue habiendo sorpresas incluso en campos tan estudiados como la física de planetas gigantes.
Con PSR J2322-2650b, la lista de mundos raros suma un nuevo miembro: un gigante gaseoso caliente, deformado en forma de limón, pegado a un púlsar de milisegundos, con una atmósfera dominada por helio y carbono molecular y posible formación de diamantes en su interior. Lejos de encajar en los modelos clásicos, este planeta se ha convertido en un rompecabezas que, con futuras observaciones del James Webb y de otros observatorios, podría obligar a ajustar nuestra visión sobre cómo se forman y evolucionan los planetas en entornos extremos.
