La concepción de un artista del sistema planetario TRAPPIST-1 cortesía de NASA / JPL-Caltech.
Un nuevo trabajo de un equipo de científicos de Carnegie (y un alumno de Carnegie) preguntó si algún planeta gigante gaseoso podría potencialmente orbitar TRAPPIST-1 a distancias mayores que la de los siete planetas conocidos de la estrella. Si se encuentran planetas gigantes gaseosos en los bordes exteriores de este sistema, podría ayudar a los científicos a comprender cómo se formaron los gigantes gaseosos de nuestro propio Sistema Solar, como Júpiter y Saturno.
A principios de este año, El telescopio espacial Spitzer de la NASA emocionó al mundo al revelar que TRAPPIST-1, una estrella enana ultra fría en la constelación de Acuario, fue el primer sistema conocido de siete planetas del tamaño de la Tierra que orbitaban una sola estrella. Tres de estos planetas se encuentran en la denominada zona habitable, la distancia desde la estrella central a la que es más probable que se encuentre agua líquida.
Pero es posible que, como nuestro propio Sistema Solar, TRAPPIST-1 también está orbitado por planetas gigantes gaseosos a una distancia mucho mayor que los planetas del tamaño de la Tierra que ya sabemos que forman parte del sistema.
"Varios otros sistemas estelares que incluyen planetas del tamaño de la Tierra y súper-Tierras también albergan al menos un gigante gaseoso, "dijo Alan Boss de Carnegie, quién es el primer autor del artículo del equipo, publicado por The Diario astronómico . "Entonces, preguntar si estos siete planetas tienen hermanos gigantes gaseosos con órbitas de períodos más largos es una cuestión importante ".
Para empezar a responder, Boss recurrió a la encuesta de búsqueda de planetas en curso que dirige con los coautores de Carnegie, Alycia Weinberger, Ian Thompson, y otros. Tienen un instrumento especial en el telescopio du Pont en el Observatorio Las Campanas de Carnegie llamado CAPSCam, la cámara de búsqueda astrométrica de planetas de Carnegie. Busca planetas extrasolares utilizando el método astrométrico, mediante el cual la presencia de un planeta puede detectarse indirectamente a través del bamboleo de la estrella anfitriona alrededor del centro de masa del sistema estelar.
Usando CAPSCam, Boss y sus colegas, incluidos Tri Astraatmadja de Carnegie y Guillem Anglada-Escudé, un ex becario de Carnegie ahora en la Universidad Queen Mary de Londres, determinó los límites superiores para la masa de cualquier planeta gigante gaseoso potencial en el sistema TRAPPIST-1. Descubrieron que no hay planetas de más de 4,6 veces la masa de Júpiter en órbita alrededor de la estrella con un período de 1 año. y no hay planetas de más de 1,6 veces la masa de Júpiter que orbitan alrededor de la estrella con períodos de 5 años. (Estos períodos pueden no parecer muy largos en comparación con el período de casi 12 años de Júpiter, pero los siete planetas conocidos de TRAPPIST-1 tienen períodos que oscilan entre 1,5 y 20 días).
Los siete planetas TRAPPIST-1 podrían caber fácilmente dentro de la órbita de Mercurio, el planeta más interno de nuestro propio Sistema Solar. Alan Boss y sus colegas investigaron si es posible que el sistema TRAPPIST-1 pudiera contener planetas gigantes gaseosos en órbitas de períodos mucho más largos que los siete terrestres conocidos. La imagen es cortesía de NASA / JPL-Caltech.
"Hay mucho espacio para una mayor investigación entre las órbitas de períodos más largos que estudiamos aquí y las órbitas muy cortas de los siete planetas TRAPPIST-1 conocidos, "agregó Boss.
Si se encuentran planetas gigantes gaseosos de período largo en el sistema TRAPPIST-1, entonces podría ayudar a resolver un debate de larga data sobre la formación de los planetas gigantes gaseosos de nuestro propio Sistema Solar.
En la juventud de nuestro sol estaba rodeado por un disco de gas y polvo del que nacieron sus planetas. La Tierra y los demás planetas terrestres se formaron por la lenta acumulación de material rocoso del disco. Una teoría para la formación de planetas gigantes gaseosos sostiene que también comienzan por la acumulación de un núcleo sólido, que eventualmente contiene suficiente material para atraer gravitacionalmente una gran envoltura de gas circundante.
La teoría en competencia sostiene que nuestros propios planetas gigantes gaseosos se formaron cuando el disco giratorio de gas y polvo del Sol adquirió una formación de brazo en espiral. Los brazos aumentaron en masa y densidad hasta que se formaron grupos distintos y rápidamente se fusionaron en gigantes gaseosos bebés.
Un inconveniente de la primera opción, llamado acreción del núcleo, es que no puede explicar fácilmente cómo se forman los planetas gigantes gaseosos alrededor de una estrella tan baja en masa como TRAPPIST-1, que es doce veces menos masivo que el Sol. Sin embargo, Modelos computacionales de Boss de la segunda teoría, llamado inestabilidad del disco, han indicado que los planetas gigantes gaseosos podrían formarse alrededor de tales estrellas enanas rojas.
"Los planetas gigantes gaseosos que se encuentran en órbitas de períodos prolongados alrededor de TRAPPIST-1 podrían desafiar la teoría de la acreción del núcleo, pero no necesariamente la teoría de la inestabilidad del disco, "Boss explicó.
