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    Cazadores de exoplanetas gigantes:busque discos de escombros

    La representación de este artista muestra un gran exoplaneta que hace que pequeños cuerpos choquen en un disco de polvo. Crédito:NASA / JPL-Caltech

    No hay un mapa que muestre todos los miles de millones de exoplanetas que se esconden en nuestra galaxia; son tan distantes y débiles en comparación con sus estrellas, es difícil encontrarlos. Ahora, Los astrónomos que buscan nuevos mundos han establecido un posible indicador de exoplanetas gigantes.

    Un nuevo estudio encuentra que es más probable que los exoplanetas gigantes que orbitan lejos de sus estrellas se encuentren alrededor de estrellas jóvenes que tienen un disco de polvo y escombros que aquellos sin discos. El estudio, publicado en el Diario astronómico , se centró en planetas de más de cinco veces la masa de Júpiter. Este estudio es el más grande hasta la fecha de estrellas con discos de escombros polvorientos, y ha encontrado la mejor evidencia hasta el momento de que los planetas gigantes son responsables de mantener ese material bajo control.

    "Nuestra investigación es importante para saber cómo las misiones futuras planearán qué estrellas observar, "dijo Tiffany Meshkat, autor principal y científico investigador asistente en IPAC / Caltech en Pasadena, California. Meshkat trabajó en este estudio como investigador postdoctoral en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena. "Muchos planetas que se han encontrado a través de imágenes directas han estado en sistemas que tenían discos de escombros, y ahora sabemos que el polvo podría ser un indicador de mundos por descubrir ".

    Los astrónomos encontraron que la probabilidad de encontrar planetas gigantes de largo período es nueve veces mayor para las estrellas con discos de escombros que para las estrellas sin discos. La estudiante graduada de Caltech Marta Bryan realizó el análisis estadístico que determinó este resultado.

    Los investigadores combinaron datos de 130 sistemas de una sola estrella con discos de escombros detectados por el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA. y las comparó con 277 estrellas que no parecen albergar discos. Los dos grupos de estrellas tenían entre unos pocos millones y mil millones de años. De las 130 estrellas, 100 fueron escaneados previamente en busca de exoplanetas. Como parte de este estudio, los investigadores siguieron a los otros 30 utilizando el Observatorio W. M. Keck en Hawai y el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile. No detectaron ningún planeta nuevo en esos 30 sistemas, pero los datos adicionales ayudaron a caracterizar la abundancia de planetas en sistemas con discos.

    La investigación no resuelve directamente por qué los exoplanetas gigantes causarían la formación de discos de escombros. Los autores del estudio sugieren que la gravedad masiva de los planetas gigantes hace que los cuerpos pequeños llamados planetesimales colisionen violentamente. en lugar de formar planetas adecuados, y permanecer en órbita como parte de un disco.

    "Es posible que no encontremos planetas pequeños en estos sistemas porque, Temprano, Estos cuerpos masivos destruyeron los bloques de construcción de planetas rocosos, enviándolos chocando entre sí a altas velocidades en lugar de combinarlos suavemente, "dijo el coautor Dimitri Mawet, profesor asociado de astronomía de Caltech y científico investigador senior del JPL.

    Por otra parte, Los exoplanetas gigantes son más fáciles de detectar que los planetas rocosos. y es posible que haya algunos en estos sistemas que aún no se hayan encontrado.

    Nuestro propio sistema solar alberga gigantes gaseosos responsables de la fabricación de "cinturones de escombros":el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, formado por Júpiter, y el cinturón de Kuiper, formado por Neptuno. Muchos de los sistemas que estudiaron Meshkat y Mawet también tienen dos cinturones, pero también son mucho más jóvenes que los nuestros:hasta mil millones de años, en comparación con la edad actual de nuestro sistema de 4.500 millones de años. La juventud de estos sistemas explica en parte por qué contienen mucho más polvo, resultante de las colisiones de cuerpos pequeños, que el nuestro.

    Un sistema discutido en el estudio es Beta Pictoris, que ha sido captada directamente por telescopios terrestres. Este sistema tiene un disco de desechos, cometas y un exoplaneta confirmado. De hecho, Los científicos predijeron la existencia de este planeta mucho antes de que fuera confirmada, basado en la presencia y estructura del disco prominente.

    En un escenario diferente, la presencia de dos cinturones de polvo en un solo disco de escombros sugiere que probablemente haya más planetas en el sistema cuya gravedad mantiene estos cinturones, como es el caso del sistema HR8799 de cuatro planetas gigantes. Las fuerzas gravitacionales de los planetas gigantes empujan a los cometas que pasan hacia adentro, hacia la estrella, que podría imitar el período de la historia de nuestro sistema solar hace unos 4 mil millones de años conocido como el Bombardeo Intenso Tardío. Los científicos piensan que durante ese período, la migración de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno desviaron polvo y cuerpos pequeños hacia los cinturones de asteroides y Kuiper que vemos hoy. Cuando el sol era joven también habría habido mucho más polvo en nuestro sistema solar.

    "Al mostrar a los astrónomos dónde misiones futuras como el telescopio espacial James Webb de la NASA tienen la mejor oportunidad de encontrar exoplanetas gigantes, esta investigación allana el camino para futuros descubrimientos, "dijo Karl Stapelfeldt de JPL, científico jefe de la Oficina del Programa de Exploración de Exoplanetas de la NASA y coautor del estudio.


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