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    El extraño sistema planetario alrededor de una estrella que gira rápidamente no encaja del todo con los modelos existentes de formación de planetas

    Foto tomada por SPHERE, mostrando el planeta hecho visible después de que la estrella ha sido oculta por el coronógrafo (A). Crédito:UNIGE

    Los astrónomos han descubierto una rara, cálido, Planeta masivo similar a Júpiter orbitando una estrella que gira extremadamente rápido. El descubrimiento plantea preguntas desconcertantes sobre la formación de planetas:según los modelos actuales, no se esperan ni la masa comparativamente pequeña del planeta ni su gran distancia de su estrella anfitriona. Las observaciones que llevaron al descubrimiento se realizaron utilizando el instrumento SPHERE del enorme telescopio de ESO. El artículo que describe los resultados ha sido aceptado para su publicación en la revista. Astronomía y Astrofísica .

    Parafraseando a Isaac Asimov, El progreso científico no se anuncia tanto por "¡Eureka!" que por "Hm, ¡esto es extraño! "El sistema planetario recientemente descubierto HIP 65426 es un ejemplo de ello:con una estrella central en rotación ultrarrápida, la ausencia de un disco de gas que uno hubiera esperado para un sistema de 14 millones de años y comparativamente ligero, planeta distante, el sistema no se ajusta del todo a los modelos existentes de cómo se crean los sistemas planetarios.

    Los planetas se forman en discos gigantes de gas y polvo que rodean a las estrellas jóvenes. En los jóvenes sistemas planetarios que se han encontrado hasta ahora, incluidos todos los observados con el instrumento SPHERE, los restos del disco suelen ser todavía visibles. Existe cierto grado de correlación en masa:las estrellas masivas tienden a tener discos más masivos, formando planetas más masivos.

    Ingrese HIP 65426b, un planeta recién descubierto por un grupo de astrónomos que incluye investigadores del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA), y su sistema anfitrión. HIP 65426b fue descubierto con el instrumento SPHERE en el Very Large Telescope del Observatorio Paranal de ESO en Chile. que tomó una imagen directa del planeta. La estrella central, HIP 65426, es parte de lo que podría denominarse un jardín de infancia estelar:la asociación Scorpius-Centaurus que contiene entre 3000 y 5000 estrellas que se formaron aproximadamente al mismo tiempo, a una distancia de casi 400 años luz de la Tierra. Aplicando técnicas astronómicas comunes para fechar estrellas tanto a HIP 65426 individualmente como a sus vecinos estelares, de ello se deduce que HIP 65426 tiene solo unos 14 millones de años.

    Gael Chauvin de la Universidad de Grenoble y la Universidad de Chile, el autor principal del estudio, dice:"Esperaríamos que un sistema planetario tan joven todavía tenga un disco de polvo, que podría aparecer en las observaciones. HIP 65426 no tiene un disco de este tipo conocido por el momento, una primera indicación de que este sistema no se ajusta del todo a nuestros modelos clásicos de formación planetaria ".

    Un planeta inusual

    Hay, sin embargo, el planeta HIP 65426b. Comparando las observaciones directas con modelos adecuados, HIP 65426b es un planeta cálido similar a Júpiter, con una temperatura de aproximadamente 1300-1600 Kelvin (1000-1300 grados Celsius), aproximadamente 1,5 veces el radio de Júpiter, y entre 6 y 12 veces la masa de Júpiter. Esto convertiría a HIP 65426b en un gigante gaseoso, como Júpiter, con un núcleo sólido y capas gruesas de gas (principalmente hidrógeno). En efecto, Los exámenes espectrales utilizando el espectrógrafo SPHERE indican la presencia de vapor de agua y nubes rojizas, similar a la de Júpiter. El planeta está muy lejos orbitando su estrella anfitriona a 100 unidades astronómicas (100 veces la distancia promedio Tierra-Sol, y más de tres veces la distancia de Neptuno al Sol).

    De nuevo, esto representa varios niveles de rareza:se espera que las estrellas del tipo HIP 65426 (clase espectral A2V) tengan aproximadamente el doble de la masa del Sol; Durante mucho tiempo se ha asumido que tal estrella tendría planetas gigantes mucho más masivos que las 6-12 masas de Júpiter de HIP 65426b. Por otra parte, tales planetas gigantes no se esperarían tan lejos como HIP 65426b.

    Por último, si bien no menos importante, la estrella anfitriona HIP 65426 es especial, también:De acuerdo con los espectros tomados con el espectrógrafo HARPS de ESO, gira unas 150 veces más rápido que el Sol. Solo hay otra estrella de tipo similar que gira tan rápido, y ese es parte de un sistema estelar binario. En tal sistema, La transferencia de materia de una estrella a otra puede hacer girar la estrella receptora. Cómo una sola estrella pudo haberse acelerado tanto requiere una explicación.

    El origen de HIP 654426b:¿un drama en todo el sistema?

    Hasta aquí, los astrónomos sólo pueden especular sobre el origen de las propiedades peculiares del sistema recién descubierto. Un posible escenario involucra un drama regular a escala planetaria:Inicialmente, HIP 65426b se habría formado mucho más cerca de la estrella (lo que explica su masa comparativamente baja), y también se habría formado al menos otro cuerpo masivo. En algún momento, HIP 65426b y ese otro cuerpo se habría acercado lo suficiente para que HIP 65426b fuera catapultado hacia afuera (hasta su gran distancia actual) y el otro cuerpo se moviera hacia adentro y se fusionara con la estrella (causando la rápida rotación de la estrella). Los planetas que atraviesan el sistema también podrían haber desestabilizado el disco, explicando por qué no sobrevivió lo suficiente para ser observado.

    Una explicación alternativa implicaría una dinámica particular del disco protoplanetario, con tanto la estrella como el planeta formándose por colapso al mismo tiempo por fragmentación, lo que aún requeriría una explicación de por qué el disco tuvo una vida tan corta para haberse desvanecido ahora.

    Las explicaciones más definidas tendrán que esperar a observaciones y simulaciones adicionales. Podrían tener un impacto en nuestra comprensión de cómo se forman los gigantes gaseosos, evolucionar, y posiblemente migrar, en general. Esta, Sucesivamente, es crucial para comprender la formación de los sistemas planetarios en su conjunto:aparte de la masa de la estrella anfitriona, la mayor parte de la masa en un sistema planetario es transportada por planetas gigantes, y la presencia y propiedades de tales planetas tiene una influencia decisiva en la formación de sus primos más pequeños, como planetas similares a la Tierra o Super-Tierras.

    Para el equipo SPHERE, el descubrimiento tiene un significado especial adicional. Este es el primer planeta descubierto con el instrumento SPHERE. Thomas Henning, director de MPIA, quien es uno de los padres del instrumento SPHERE y coautor del presente estudio, añade:"Las imágenes directas de exoplanetas siguen siendo muy raras, pero contienen una gran cantidad de información sobre planetas como HIP 65426b. El análisis de la luz directa del planeta nos permite restringir la composición de la atmósfera del planeta con gran confianza. "Existen imágenes de menos de 20 de los 3600 exoplanetas conocidos actualmente; los métodos comunes de detección son todos indirectos, confiando como lo hacen en cómo la presencia de un planeta influye en la luz de la estrella anfitriona. La obtención de imágenes directas es muy difícil, dado que las estrellas son tan brillantes que su luz ahoga cualquier luz de los planetas circundantes. SPHERE ha sido diseñado para suprimir de forma óptima la luz de las estrellas, permitiendo imágenes y espectros de los planetas circundantes. Hasta aquí, La imagen directa es la única forma de detectar planetas cuya distancia de su estrella anfitriona es grande, planetas como el inusual HIP 65426b.


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