Un objeto celeste con 15 veces la masa de Júpiter no encaja fácilmente en ninguna categoría conocida. Puede ser un planeta gigante o puede ser una enana marrón, un tipo de cuerpo que nunca llegó a encender la fusión nuclear y que técnicamente no es ni planeta ni estrella. Esa ambigüedad ha llevado a un equipo de astrónomos a apuntar el Telescopio Espacial James Webb hacia 29 Cygni b para intentar resolver la pregunta: ¿cómo se formó este objeto?
La clave está en los metales. No en el sentido cotidiano del término, sino en el astronómico: en astrofísica se llama «metales» a todos los elementos más pesados que el helio. El instrumento NIRCam del James Webb, diseñado para capturar imágenes de alta resolución en infrarrojo y realizar espectroscopía, permitió analizar cómo refleja la luz la atmósfera de 29 Cygni b. El resultado fue claro: el objeto está enormemente enriquecido en metales en comparación con la estrella a cuyo alrededor orbita. La cantidad equivale a unas 150 veces la masa de la Tierra solo en elementos metálicos.
Ese dato es determinante para entender cómo nació. Hay dos grandes modelos de formación para los cuerpos del cosmos. El primero, conocido como formación «de abajo arriba» o acreción, explica cómo nacen los planetas: partículas de polvo en un disco protoplanetario chocan entre sí, se van agrupando, crecen, y los más grandes capturan gas hasta convertirse en gigantes gaseosos como Júpiter. El segundo modelo, «de arriba abajo», describe la formación estelar: una nube de gas se fragmenta y cada fragmento colapsa bajo su propia gravedad hasta hacerse lo suficientemente denso y caliente como para iniciar la fusión nuclear.
El problema con 29 Cygni b es que su masa descomunal y su enorme distancia a la estrella central, de unos 2.400 millones de kilómetros, ponían en duda que hubiera podido formarse por acreción. A esa distancia, el disco protoplanetario suele ser demasiado tenue para acumular material suficiente. Eso llevaba a sospechar que quizás se había formado por el mismo mecanismo que las estrellas: un colapso gravitacional de fragmentos del disco, sin necesidad de ir acumulando sólidos poco a poco. Según la Agencia Espacial Europea, ese proceso podría explicar por qué algunos objetos muy masivos orbitan tan lejos de sus estrellas anfitrionas.
Sin embargo, el alto contenido metálico de 29 Cygni b apunta en otra dirección. Cuando un planeta se forma por acreción, va incorporando grandes cantidades de rocas y hielos ricos en elementos pesados, lo que se traduce en una composición metálica elevada respecto a su estrella. Eso es exactamente lo que muestra el James Webb en este caso. Un objeto formado por colapso gravitatorio, en cambio, tendría una composición química más parecida a la de la estrella que lo rodea, sin ese exceso de metales. Los datos, por tanto, señalan que 29 Cygni b se formó como un planeta, aunque sea un planeta de dimensiones nunca vistas.
Esto tiene implicaciones más amplias para la astronomía planetaria. Durante décadas se asumió que la acreción tenía un límite práctico: pasado cierto tamaño o cierta distancia orbital, era físicamente inviable acumular suficiente material para construir un planeta tan masivo. 29 Cygni b desafía esa frontera y obliga a revisar los modelos teóricos. El cosmos, al parecer, puede fabricar planetas mucho más grandes y en lugares mucho más remotos de lo que los astrónomos habían calculado.
Este hallazgo es solo el primero de una serie. El equipo tiene previsto estudiar con el James Webb otros tres objetos de características similares, todos con masas de entre 1 y 15 veces la de Júpiter y situados a más de 1.500 millones de kilómetros de sus respectivas estrellas. El objetivo es el mismo: determinar si cada uno de ellos se formó como planeta o mediante un proceso de tipo estelar. Catalogar estos objetos en uno u otro grupo puede proporcionar una imagen mucho más completa de cómo se estructuran los sistemas planetarios en los extremos más extremos de la escala de masas.
El James Webb lleva activo desde finales de 2021 y sigue acumulando descubrimientos que reescriben libros de texto. Su capacidad para estudiar la composición atmosférica de cuerpos lejanos mediante espectroscopía lo convierte en la herramienta más poderosa disponible hoy para desenredar estas paradojas. El caso de 29 Cygni b es un ejemplo claro: una pregunta que parecía filosófica, «¿qué es exactamente este objeto?», tiene respuesta gracias a la química de su atmósfera.