lunes, 29 de septiembre de 2014

¿Sufren los exoplanetas transformaciones?

NASA / GSFC / Frank Reddy
 Podemos encontrar diferencias entre la mayoría de los planetas extrasolares y nuestros mundos del Sistema Solar. Por ejemplo, un planeta Júpiter caliente es una bola de gas gigante que orbita en torno a su estrella a una distancia más cercana de la que lo hace Mercurio del Sol. Los astrónomos sospechan que las fuerzas de marea estrella-planeta acabarán, en última instancia, por arrastrar al Júpiter caliente hacia las fauces de su estrella madre provocando su destrucción.

Más recientemente, los astrónomos han descubierto una segunda clase de planetas que se encuentran también muy cerca de sus estrellas madres, gracias a la enorme cantidad de datos aportados por el telescopio espacial Kepler de la NASA. Estos mundos, llamados súper-Tierras, son planetas rocosos o helados que pueden poseer hasta 10 veces la masa de nuestro planeta, y orbitan también muy cerca de sus soles.

 Los científicos han especulado anteriormente que esta dos clases de planetas pueden estar relacionadas. Pero ahora, Francesca Valsecchi (Northwestern University) y sus colegas, va un paso más allá sugiriendo que las súper-Tierras son en realidad Júpiteres calientes despojados de sus atmósferas.



La teoría subyacente es relativamente simple. A medida que el exoplaneta cae en espirales hacia su estrella madre, el sistema llegará a alcanzar la frontera los dos lóbulos de Roche.

"El límite de Roche o lóbulo de Roche es la región alrededor de un planeta o una estrella (o la luna o un trozo de masa de pan) donde la gravedad de ese objeto es la dominante. Es una "esfera de influencia" por así decirlo," explica el coautor Jason Steffen (también de la Northwestern University).

Cuando una estrella de sistema binario desborda su lóbulo de Roche, puede verter parte de su material sobre la componente más pequeña, pero más densa. De manera similar, cuando un Júpiter caliente alcanza el punto donde se encuentra el lóbulo de Roche de su estrella, la interacción abre un camino a lo largo del cual, la masa puede transferirse desde el exoplaneta hasta la estrella. Así que el Júpiter caliente comienza inevitablemente a perder su envoltura gaseosa.

Lóbulo de Roche en un sistema binario
Valsecchi y colegas modelaron esta transformación para varios casos diferentes. Comenzaron la simulación en los primeros pasos evolutivos del planetas situándolo, no cerca de la estrella, sino en las frías regiones periféricas del sistema planetario, donde los astrónomos creen que se forman este tipo de cuerpos. Debido a las interacciones de marea planeta-estrella, el planeta se desplaza hacia el astro. Pero una vez que el Júpiter caliente alcanza el límite de Roche de la estrella, se produce una transferencia de masa hacía el sol.

Sin emabrgo, este proceso no se detiene cuando el planeta ha perdido toda su atmósfera. El movimiento en espira hacia la estrella continúa lo que desembocará en la destrucción del mismo.

"En términos generales la idea tiene sentido", dice David Trilling (Northern Arizona University). "La única prueba será indirecta, por lo que la pregunta es si realmente esta teoría explica mejor la evidencia observacional que el resto de teorías propuestas."

Trilling y sus colegas mencionan por primera vez esta idea brevemente en un artículo publicado en 1998, pero en aquel momento, sólo se habían descubierto unos pocos Júpiter calientes y ninguna súper-Tierra caliente. Ahora estamos en una posición mucho mejor para entender cómo los planetas pueden realizar una transición de categorías.

El equipo de investigación comparó sus resultados con las observaciones, encontrando que la mayoría de las súper-Tierras calientes conocidas tienen períodos orbitales y masas similares a las modeladas.

Si los resultados se mantienen, los Júpiter calientes podrían ser cerca de tres veces más comunes de lo que los astrónomos habían deducido directamente de las observaciones, debido a que el número de súper-Tierras observadas es casi el doble al número de los Júpiter calientes descubiertos.



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