viernes, 17 de diciembre de 2010

Exoplanetas en sistemas binarios

Este post se escribe para celebrar la XIV edición del Carnaval de la Física.

Los sistemas binarios de estrellas pueden tener planetas,aunque en general estos orbitan ambas estrellas. Además de los ejemplos de ficción, como Tatooine y Gallifrey, existen ejemplos reales como PSR B1620-26 b, HW Virginis b y c. Se cree que estos planetas gigantes gaseosos poseen varias veces la masa de Júpiter y que orbitan a varias unidades astronómicas de las binarias.
La probabilidad de que un planeta orbite a un única estrella en un sistema binario es muy poco probable, debido a las "zonas orbitales prohibidas" que resultan de las resonancias gravitacionales generadas por el movimiento de las estrellas binarias. La dinámica orbital involucrada en el sistema doble lanzaría al planeta fuera de la binaria o lo enviaría a estrellarse contra una de las estrellas. Sin embargo,puede haber una serie de ventanas que den una oportunidad a la existencia de planetas de "nuevas generaciones" formados en las etapas posteriores de la vida evolutiva de un sistema binario.



Un escenario de la evolución de un sistema estelar binario podría ser el siguiente:

1) Tenemos dos estrellas pertenecientes a la secuencia principal que orbitan en torno a un centro de masas común. Los posibles planetas sólo podrían tener órbitas muy cercanas a cada estrella. Su tamaño no sería muy grande ya que dada la cercanía de la otra estrella, no podrían albergar un disco protoplanetario muy grande.

2)Cuanto más masiva sea una de las estrellas, mayor será su tamaño cuando alcance el estado de gigante roja. Al aumentar de tamaño destruirá los planetas que la orbitan a distancias cortas. Pero las capas de masa que se desprenden de la gigante roja pueden producir dos efectos. El primero consiste en que las ondas de choque generadas por la expansión del material pueden alejar más a la estrella compañera. Y segundo, este material puede servir para crear un disco protoplanetario alrededor de la estrella compañera en el que cabría la posibilidad de que se puedieran crear nuevos planetas.

3)La gigante roja se convierte en enana blanca, mientras que la otra estrella,que todavía se encuentra en la secuencia principal, cuenta ahora con un disco protoplanetario originario de la estrella compañera. Este disco podría desarrollar un sistema de planetas de "segunda generación". Este nuevo sistema estelar podría permanecer estable durante millones de años o más.

4) La estrella de la secuencia principal, con el tiempo se convierte en gigante roja, con lo que destruiría los planetas que la orbitan. Las ondas de choque que expanden las capas externas alejarían aún más a su estrella compañera, al tiempo que aportarían material para que se formara por acrección un disco protoplanetario alrededor de la enana blanca, proporcionando una oportunidad para producir una tercera generación de planetas.

El desarrollo de la tercera generación de planetas depende de que la enana blanca que primero se formó mantenga su masa por debajo del límite de Chandrasekhar (cerca de 1.4 masas solares) a pesar de recibir más material de la gigante roja. Si no se mantiene por debajo de este límite, se convertiría en una supernova de tipo Ia, lo que lanzaría más materia al espacio. En esta etapa, la otra enana blanca podría estar muy lejos como para apoderarse de esta materia.
Una característica interesante de esta historia evolutiva es que cada generación de planetas se construye a partir de material estelar con una proporción cada vez mayor de metales (elementos más pesados que el hidrógeno y el helio). Este escenario hace posible la formación de planetas rocosos en sistemas binarios cuyas estrellas son de baja metalicidad.

Más información en el enlace.

4 comentarios:

  1. Gran articulo y explicacion!
    La 3 generación de planetas [y si todas las condiciones se cumplen] podría albergar planetas rocosos con materiales pesados, seria interesante saber si se podría formar algún tipo de vida en un sistema binario viejo como ese,

    Ahora allí habla sobre una enana blanca, yo creo que si las estrellas son mas grandes y se dan las condiciones. se podrían formar después pulsares, allí no habría posibilidades de vida [hipoteticamente hablando]

    Por nuestra experiencia, tenemos la idea de que las condiciones ideales para la vida serian,
    una estrella clase espectral G. que este en una zona estable y no violenta [como estrellas que estén apunto de explotar o otras estrellas compañeras]
    Pero la verdad no sabemos cuales son las múltiples configuraciones ideales que tiene la vida. Por ello es importante seguir investigando estos sistemas binarios que tienen planetas,

    Un saludo! :)
    edgar

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  2. Yo no me olvidarías de las lunas. Las fuerzas de marea que generan los planetas pueden calentar el interior de estos satélites y dotarlos de las condiciones necesarias para la vida.
    Ya existen estudios sobre estos posibles mundos habitables.
    http://astrofisicayfisica.blogspot.com/2009/12/vida-en-las-exolunas.html
    http://astrofisicayfisica.blogspot.com/2010/03/exoplaneta-corot-9b-tiene-exolunas-con.html

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  3. Claro las "Exolunas" incluso estos mundos serian en cierta manera. mas ideales que los propios planetas, ya que las lunas tendrían noche y día, cosa que los planetas no tendrían muy facilmente. ¿No se si me explico?

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  4. En el caso de las binarias, al estar estos planetas de primera generación tan cerca de sus estrellas, sus lunas también tendrían una temperatura muy grande. Pero en un sistema de una sola estrella existe esta posibilidad. No tenemos más que ver los chorros que emite Encelado para ver los efectos que hacen las fuerzas de marea de Saturno sobre esa luna.
    Un saludo!

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