La Tierra está condenada, pero no por 5 mil millones de años. Nuestro planeta se asará a medida que nuestro sol se expanda y se convierta en un gigante rojo, pero el exoplaneta WASP-12b, ubicado a 600 años luz de distancia en la constelación de Auriga, tiene menos dequeda una milésima parte de ese tiempo: 3 millones de años comparativamente insignificantes.
Un equipo de astrofísicos liderado por Princeton ha demostrado que WASP-12b está girando en espiral hacia su estrella anfitriona, dirigiéndose hacia cierta destrucción. Su artículo aparece en la edición del 27 de diciembre de 2019 Letras del diario astrofísico .
WASP-12b se conoce como un "Júpiter caliente", un planeta gaseoso gigante como nuestro planeta vecino Júpiter, pero que está muy cerca de su propia estrella, orbitando su sol en solo 26 horas. Por el contrario, demoramos 365 díasorbitar, e incluso Mercurio, el planeta más interno de nuestro sistema solar, tarda 88 días.
"Desde el descubrimiento del primer 'Júpiter caliente' en 1995, un descubrimiento que fue reconocido con el Premio Nobel de Física de este año, nos hemos preguntado cuánto tiempo pueden sobrevivir esos planetas", dijo Joshua Winn, profesor deciencias astrofísicas en Princeton y uno de los autores del artículo. "Estábamos bastante seguros de que no podrían durar para siempre. Las fuertes interacciones gravitacionales entre el planeta y la estrella deberían hacer que el planeta gire en espiral hacia adentro y sea destruido, pero nadie podría predecir cómoesto lleva mucho tiempo. Podría ser millones de años, podría ser miles de millones o billones. Ahora que hemos medido la tasa, para al menos un sistema, es millones de años, tenemos una nueva pista sobre el comportamiento de las estrellas comocuerpos fluidos "
El problema es que a medida que WASP-12b orbita su estrella, los dos cuerpos ejercen tirones gravitacionales entre sí, elevando "mareas" como las mareas oceánicas levantadas por la luna en la Tierra.
Dentro de la estrella, estas ondas de marea hacen que la estrella se distorsione ligeramente y oscile. Debido a la fricción, estas ondas se bloquean y las oscilaciones se apagan, un proceso que convierte gradualmente la energía orbital del planeta en calor dentro de la estrella.
La fricción asociada con las mareas también ejerce un par gravitacional en el planeta, lo que hace que el planeta gire en espiral hacia adentro. La medición de la rapidez con que la órbita del planeta se contrae revela la rapidez con que la estrella está disipando la energía orbital, lo que proporciona pistas astrofísicas sobre el interiorde estrellas
"Si podemos encontrar más planetas como WASP-12b cuyas órbitas se están deteriorando, podremos aprender sobre la evolución y el destino final de los sistemas exoplanetarios", dijo el primer autor Samuel Yee, un estudiante graduado en ciencias astrofísicas ".Aunque este fenómeno se ha predicho para planetas gigantes cercanos como WASP-12b en el pasado, esta es la primera vez que vemos este proceso en acción ".
Una de las primeras personas en hacer esa predicción fue Frederic Rasio, el profesor de física y astronomía Joseph Cummings de la Universidad de Northwestern, que no participó en el trabajo de Yee y Winn. "Todos hemos estado esperando por casi 25 años para estoel efecto debe ser detectado observacionalmente ", dijo Rasio." Las implicaciones de la corta escala de tiempo medida para la desintegración orbital también son muy importantes. En particular, significa que debe haber muchos más Júpiter calientes que ya han llegado hasta el final.el límite de Roche, el límite de interrupción de las mareas para un objeto en una órbita circular, sus envolturas pueden despojarse, revelando un núcleo rocoso que se parece a una súper Tierra o tal vez una mini Neptuno si pueden retener un poco desu sobre "
Rasio también edita Letras del diario astrofísico , la revista en la que aparece el nuevo artículo. Los investigadores habían presentado originalmente su artículo a una revista hermana menos prestigiosa también publicada por la Sociedad Astronómica Americana, pero Rasio lo redirigió a ApJ Letters debido a la "importancia especialmente grande" dela investigación: "Parte de mi trabajo es asegurar que todos los nuevos descubrimientos importantes presentados en los manuscritos enviados a las AAS Journals se consideren para su publicación en ApJ Letters", dijo. "En este caso fue obvio".
WASP-12b fue descubierto en 2008 a través del método de tránsito, en el que los astrónomos observan una pequeña caída en el brillo de una estrella a medida que el planeta pasa por delante de ella, cada vez que completa una órbita. Desde su descubrimiento, el intervalo entre sucesivas caídasse ha reducido en 29 milisegundos por año, una observación que fue notada por primera vez en 2017 por el coautor Kishore Patra, entonces estudiante de pregrado en el Instituto de Tecnología de Massachusetts.
Ese ligero acortamiento podría sugerir que la órbita del planeta se está reduciendo, pero hay otras explicaciones posibles: si la órbita de WASP-12b tiene más forma ovalada que circular, por ejemplo, los cambios aparentes en el período orbital podrían ser causados por el cambioorientación de la órbita.
La forma de asegurarse de si la órbita se está acortando realmente es ver cómo el planeta desaparece detrás de su estrella, conocida como ocultación. Si la órbita solo está cambiando su dirección, el período orbital real no cambia, por lo que si ocurren más tránsitosmás rápido de lo esperado, las ocultaciones deberían ocurrir más lentamente, pero si la órbita está realmente decayendo, el tiempo de los tránsitos y las ocultaciones deberían cambiar en la misma dirección.
En los últimos dos años, los investigadores han recopilado más datos, incluidas nuevas observaciones de ocultación realizadas con el telescopio espacial Spitzer.
"Estos nuevos datos apoyan firmemente el escenario de descomposición orbital, lo que nos permite decir con firmeza que el planeta realmente está girando en espiral hacia su estrella", dijo Yee. "Esto confirma las predicciones teóricas de larga data y los datos indirectos que sugieren que los Júpiter calientes eventualmente deberíanser destruido a través de este proceso "
Este descubrimiento ayudará a los teóricos a comprender el funcionamiento interno de las estrellas e interpretar otros datos relacionados con las interacciones de las mareas, dijo Winn. "También nos informa sobre las vidas de los Júpiter calientes, una pista que podría ayudar a arrojar luz sobre la formación de estos extrañosy planetas inesperados "
"La órbita de WASP-12b está decayendo", por Samuel W. Yee, Joshua N. Winn, Heather A. Knutson, Kishore C. Patra, Shreyas Vissapragada, Michael M. Zhang, Matthew J. Holman, Avi Shporer yJason T. Wright, aparece en la edición del 27 de diciembre de 2019 del Astrophysical Journal. La investigación fue apoyada por la Universidad de Princeton, la Fundación Heising-Simons, la concesión de NASA Solar Systems NNX14AD22G, la Universidad Estatal de Pensilvania, el Eberly College of Sciencey el Consorcio de Subsidios Espaciales de Pensilvania. Los autores desean reconocer y reconocer el importante papel cultural y la reverencia que la cumbre de Maunakea siempre ha tenido dentro de la comunidad indígena hawaiana: "Somos muy afortunados de tener la oportunidad de realizar observaciones desde esta montaña"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Princeton . Original escrito por Liz Fuller-Wright. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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