Un joven planeta ubicado a 150 años luz de distancia le ha dado a los astrofísicos de la UNSW Sydney una rara oportunidad de estudiar un sistema planetario en proceso.
Los hallazgos, publicados recientemente en El diario astronómico , sugiera que el planeta DS Tuc Ab, que orbita una estrella en un sistema binario, se formó sin verse muy afectado por la atracción gravitacional de la segunda estrella.
"Esperábamos que el tirón de la segunda estrella inclinara el disco giratorio de gas y polvo que una vez rodeó a la estrella principal, un proceso que sesgaría la órbita del planeta", dice el Dr. Benjamin Montet, miembro de Scientia en UNSW Sydneyy autor principal del estudio.
"Sorprendentemente, no encontramos evidencia de que la órbita del planeta se haya visto afectada. También encontramos que el planeta se formó a través de procesos relativamente tranquilos, lo que significa que podría ser posible que planetas similares a la Tierra sobrevivan en sistemas binarios como este".
El Dr. Montet trabajó con un equipo internacional de investigadores en los Telescopios de Magallanes ubicados en el Observatorio Las Campanas en Chile. Usaron el Espectrógrafo Planet Finder para medir el efecto Rossiter-McLaughlin, que es el ángulo relativo entre la órbita del planeta y elgiro de su estrella.
Descubrieron que el planeta DS Tuc Ab orbita su estrella en un plano relativamente plano, a aproximadamente 12 grados de inclinación desde el eje de rotación de la estrella. Esta baja inclinación, llamada oblicuidad, sugiere que la atracción de la estrella compañera no se inclinó significativamentela órbita del disco protoplanetario donde se formó DS Tuc Ab.
Si bien todos los planetas del sistema solar tienen una baja oblicuidad, es inusual para planetas como DS Tuc Ab.
"La mayoría de los planetas similares orbitan su estrella en ángulos aleatorios, a veces alcanzando hasta 90 grados sobre el eje de su estrella", dice el Dr. Montet.
"El sistema DS Tuc es la primera evidencia de que los ángulos orbitales más altos no se definen al principio de la vida de una estrella, son un efecto que ocurre solo más adelante"
Con 40 millones de años, el gigante gaseoso DS Tuc Ab es considerado un "preadolescente" en los años planetarios. Hay menos de diez planetas que conocemos que son tan jóvenes.
Su edad es una oportunidad única para que los astrofísicos estudien un sistema en desarrollo antes de que interfieran las influencias externas.
"Para averiguar cuánto duran los sistemas planetarios, necesitamos sistemas que sean demasiado jóvenes para pasar por interacciones dinámicas, pero lo suficientemente mayores como para tener planetas formados. El sistema DS Tuc está exactamente en ese nicho", dice el Dr. Montet.
DS Tuc Ab: un 'Neptuno caliente'
El planeta DS Tuc Ab es un planeta gaseoso del tamaño de Neptuno que orbita su estrella de manera cercana y rápida: una vuelta alrededor de su estrella lleva solo 8,1 días. Este tipo de planetas se conocen como 'Neptunas calientes' por sus rápidas velocidades y proximidada sus estrellas.
Las Neptunas calientes son diferentes a todo lo que tenemos en el sistema solar.
Incluso el planeta más pequeño y cercano a nuestro Sol, Mercurio, tarda casi 100 días en completar su órbita. Nuestro planeta gaseoso más cercano, Júpiter, lleva más de 4300 días.
Es poco probable que los planetas gaseosos gigantes se desarrollen cerca de sus estrellas. La comprensión actual es que se forman más lejos y, con el tiempo, una fuerza hace que se muevan más cerca de sus estrellas.
Los científicos quieren saber cuál es esa fuerza.
"Hay dos teorías principales sobre cómo Hot Neptunes llegó a estar tan cerca de sus estrellas", dice el Dr. Montet.
"Una teoría es que una fuerza externa, potencialmente una colisión cercana de varios cuerpos, los 'empuja' más cerca, donde se tambalean y finalmente se asientan en una nueva órbita.
"Otra teoría es que los procesos suaves dentro del disco planetario crean una fuerza que gradualmente acerca al planeta a la estrella".
Probar la oblicuidad puede ayudar a los científicos a descubrir qué fuerza estaba en juego. Se entiende que los planetas con bajas oblicuidades están formados por procesos de disco liso, mientras que los procesos más dramáticos conducirán a oblicuidades aleatorias o altas.
Sin embargo, los astrofísicos han estado intrigados recientemente por la sugerencia de que las estrellas binarias anchas pueden inclinar la órbita de los planetas jóvenes alrededor de sus estrellas, aunque este proceso sería suave, daría lugar a planetas con altas inclinaciones orbitales.
"¡Si es cierto, esto alteraría nuestra teoría de la formación de planetas!", Dice el Dr. Montet.
Si bien esa teoría no fue respaldada por la baja oblicuidad de DS Tuc Ab, los científicos están buscando en los cielos más sistemas binarios más jóvenes para probar.
La próxima generación de sistemas planetarios
Cuando se trata de aprender de los sistemas estelares, muchos de los sistemas que podemos observar hoy en día proporcionan una historia inexacta del pasado del sistema.
"Los sistemas actuales no son laboratorios puros", dice el Dr. Montet.
"Durante miles de millones de años, las interacciones planeta-planeta y planeta-estrella pueden dispersar, apretar, migrar y perturbar las órbitas, lo que hace que lo que vemos hoy sea muy diferente de cómo se formaron inicialmente"
Los planetas tardan entre 10 y 100 millones de años en formarse, pero la mayoría de los planetas visibles desde la Tierra son mucho más antiguos. El sistema DS Tuc tiene 45 millones de años, solo el 1% de la edad del Sol.
"DS Tuc Ab está en una edad interesante", dice el Dr. Montet. "El disco protoplanetario se ha disipado y podemos ver el planeta, pero aún es demasiado joven para que la órbita de otras estrellas distantes manipule su camino".
"Nos da la oportunidad de comprender la dinámica de formación de planetas de una manera que una estrella de cinco mil millones de años no lo hace"
DS Tuc A es la estrella más joven para la que se ha medido la alineación de la órbita giratoria.
Buscando en los cielos
DS Tuc Ab solo es visible desde el hemisferio sur. Fue descubierto el año pasado a través de la misión Satélite de Inspección de Exoplanetas en Tránsito TESS de la NASA, una misión de topografía de todo el cielo que apunta a descubrir miles de exoplanetas cerca de estrellas brillantes
Montet trabajó en estrecha colaboración con investigadores de las universidades de Harvard y Carnegie, que también midieron la oblicuidad de DS Tuc Ab pero utilizaron el método de tomografía Doppler.
"Las primeras búsquedas de exoplanetas se realizaron en instalaciones del hemisferio norte, por lo que se perdieron muchos de los planetas del sur", dice el Dr. Montet.
"La misión TESS de la NASA está cambiando eso. Es encontrar todos estos planetas alrededor de estrellas que previamente no se habían buscado"
El Dr. Montet y su equipo están liderando un esfuerzo para encontrar y caracterizar más planetas alrededor de estrellas jóvenes. Esperan estudiar cómo la actividad estelar, como las erupciones estelares y las manchas de estrellas, podría afectar la detección y la habitabilidad del planeta.
"Encontrar planetas jóvenes es un desafío. Realmente necesitamos entender el comportamiento de la estrella madre para poder encontrar las señales superficiales de estos planetas que pueden verse abrumadas por las estrellas y las erupciones", dice Adina Feinstein, graduada de la Fundación Nacional de CienciasInvestigador en la Universidad de Chicago y coautor del estudio.
"No hay ninguna razón por la cual los planetas similares a la Tierra no puedan formarse y sobrevivir en sistemas Hot Neptune como este", dice el Dr. Montet.
"Solo tenemos que salir y buscarlos"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Nueva Gales del Sur . Original escrito por Sherry Landow. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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