jueves, 26 de mayo de 2016

Sistema Kepler-223: Indicios de migración planetaria



Los cuatro planetas del sistema estelar Kepler-223 parecen tener poco en común con los planetas de nuestro propio Sistema Solar actual. Pero un nuevo estudio usando datos del Telescopio Espacial Kepler de la NASA sugieren un posible punto común en un pasado distante. Los planetas de Kepler-223 orbitan su estrella en la misma forma en que Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno lo hacían en los primeros tiempos del Sistema Solar, antes de migrar a sus actuales posiciones.

Según Sean Mills, autor líder del estudio, "Saber exactamente como y donde se forman los planetas es una cuestión sin respuesta en la ciencia planetaria. Nuestro trabajo esencialmente testea un modelo para la formación planetaria para un tipo de planeta que no tenemos en nuestro Sistema Solar".

Los gaseosos planetas que orbitan Kepler-223, los cuales todos son mucho más masivos que la Tierra, orbitan cerca de su estrella. Según Mills "Este es el motivo del gran debate sobre cómo se formaron, cómo llegaron allí y por qué no tenemos un planeta análogo en nuestro Sistema Solar".

Crédito: W.Rebel/en.wikipedia.org
Mills y sus colaboradores usaron datos de Kepler -de la misión conocida como K2- para analizar cómo los cuatro planetas bloquean la luz de sus estrellas. Esta información también proporcionó a los investigadores el tamaño y masa de los planetas. El equipo desarrolló simulaciones numéricas de migración planetaria que genere una arquitectura como la del actual sistema, similar a la migración que se cree que ocurrió con los gigantes gaseosos del Sistema Solar. Estos cálculos son descritos en la edición Advance Online de Nature del 11 de mayo.

La configuración orbital de nuestro propio Sistema parece haber evolucionado desde su nacimiento hace 4.600 millones de años. Los cuatro planetas conocidos del sistema Kepler-223, sin embargo, a pesar de ser más viejo, han mantenido la configuración orbital durante mucho más tiempo.

Los astrónomos llaman a los planetas de Kepler-223 como "sub-Neptunos". Posiblemente consisten en un núcleo sólido y una envoltura de gas, y pueden orbitar sus estrellas en periodos que varían únicamente de 7 a 19 días. Son el tipo más común de planetas conocido de la Galaxia, a pesar de no haber nada parecido que orbite nuestro Sol.

Crédito: W.Rebel/en.wikipedia.org
Los planetas de Kepler-223 también están en resonancia. Su influencia gravitacional en otros cuerpos crea una relación periódica entre las órbitas. Los planetas están en resonancia cuando, por ejemplo, cada vez que uno completa una órbita alrededor de su estrella, otro lo hace dos veces. Tres de las mayores lunas de Júpiter, donde el fenómeno fue descubierto, muestran resonancias. Kepler-223 es el primer sistema que muestra cuatro planetas extrasolares en resonancia.

Según Daniel Fabrycky, coautor y miembro de la Universidad de Chicago, "Este es el ejemplo más extremo de este fenómeno".

Para Howard Isaacson, coautor y astrónomo en Berkeley (California), el sistema Kepler-223 aporta escenarios alternativos sobre cómo de formaron los planetas y migraron en un sistema planetario que es diferente del nuestro. "Los datos de Kepler y del telescopio Keck fueron absolutamente críticos en esta consideración".

Algunas etapas de la formación planetaria podrían implicar procesos violentos. Pero durante otras etapas, los planetas pueden evolucionar desde discos gaseosos de una manera más suave, tal y como probablemente ocurrió con los planetas de tipo sub-Neptuno de Kepler-223.

Según Mills "Sabemos que dos planetas migraron a través de este disco, se quedaron 'enganchados' y se mantuvieron juntos mientras migraban; encontraron un tercero y migraron juntos; encontraron un cuarto y nuevamente se 'engancharon'".

Este proceso difiere completamente de lo que los científicos creen que ocurrió con la formación de Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, los cuales se formaron probablemente en sus actuales localizaciones orbitales.

Según indicó Mills, la Tierra se formó de cuerpos del tamaño de Marte o la Luna que chocaron en un proceso violento y caótico. Cuando los planetas se forman de esta manera, sus periodos orbitales finales no están en resonancia.

Sin embargo los científicos sospechan que los mayores y más distantes planetas del Sistema Solar, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, se desplazaron sustancialmente durante su formación. Pueden haber tenido resonancias que en algún momento recordaren a las vistas en Kepler-223, posiblemente después de interaccionar con numerosos asteroides y pequeños planetas (planetesimales).

Para Fabrycky "estas resonancias son extremadamente frágiles. Si los cuerpos se movían y golpeaban unos contra otros, entonces podrían los planetas haber abandonado la resonancia". Pero de algún modo los planetas de Kepler-223 han logrado salvar esta dispersión.


Fuente de la noticia: "Kepler-223 System: Clues to Planetary Migration" de NASA.

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