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    Muchos exoplanetas gigantes gaseosos esperando ser descubiertos

    Esta simulación del disco de gas y polvo que rodea a una estrella joven muestra densos grumos que se forman en el material. De acuerdo con el método de inestabilidad de disco propuesto para la formación de planetas, se contraerán y fusionarán en un planeta gigante gaseoso bebé. Crédito:Alan Boss

    Hay una población aún no vista de planetas similares a Júpiter que orbitan alrededor de estrellas similares al Sol, esperando ser descubierto por misiones futuras como el telescopio espacial WFIRST de la NASA, según los nuevos modelos de formación de planetas gigantes gaseosos de Alan Boss de Carnegie, descrito en una próxima publicación en The Diario astrofísico . Sus modelos se apoyan en un nuevo Ciencias artículo sobre el sorprendente descubrimiento de un planeta gigante gaseoso que orbita alrededor de una estrella de baja masa.

    "Los astrónomos han alcanzado una bonanza en la búsqueda y detección de exoplanetas de todos los tamaños y franjas desde el primer exoplaneta confirmado, un Júpiter caliente, fue descubierto en 1995, "Boss explicó." Literalmente se han encontrado miles y miles hasta la fecha, con masas que van desde menos que la de la Tierra, a muchas veces la masa de Júpiter ".

    Pero todavía hay grandes lagunas en el conocimiento de los científicos sobre los exoplanetas que orbitan sus estrellas a distancias similares a aquellas a las que los gigantes gaseosos de nuestro Sistema Solar orbitan alrededor del Sol. En términos de masa y período orbital, planetas como Júpiter representan una población particularmente pequeña de los exoplanetas conocidos, pero aún no está claro si esto se debe a sesgos en las técnicas de observación utilizadas para encontrarlos, que favorecen a los planetas con órbitas de período corto sobre aquellos con órbitas de período largo, o si esto representa un déficit real en la demografía de exoplanetas.

    Todos los descubrimientos recientes de exoplanetas han llevado a un enfoque renovado en los modelos teóricos de formación de planetas. Existen dos mecanismos principales para predecir cómo se forman los planetas gigantes gaseosos a partir del disco giratorio de gas y polvo que rodea a una estrella joven:de abajo hacia arriba, llamado acreción del núcleo, y de arriba hacia abajo, llamado inestabilidad del disco.

    El primero se refiere a la construcción lenta de un planeta a través de las colisiones de materiales cada vez más grandes:granos de polvo sólido, guijarros cantos rodados y eventualmente planetesimales. Este último se refiere a un proceso rápidamente desencadenado que ocurre cuando el disco es lo suficientemente masivo y frío como para formar brazos espirales y luego densos grupos de gas y polvo autogravitantes se contraen y se fusionan en un planeta bebé.

    Si bien la acumulación de núcleos se considera el mecanismo de consenso de formación de planetas, Boss ha sido durante mucho tiempo un defensor del mecanismo de inestabilidad del disco competidor, que se remonta a un seminal 1997 Ciencias papel.

    El descubrimiento recién publicado por un equipo dirigido por el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña de una estrella que tiene una décima parte de la masa de nuestro Sol y alberga al menos un planeta gigante gaseoso está desafiando el método de acreción del núcleo.

    La caja negra que encapsula a Júpiter denota la región aproximada del espacio de descubrimiento de exoplanetas donde los nuevos modelos de formación de planetas gigantes gaseosos de Alan Boss sugieren que quedan por encontrar un número significativo de exoplanetas mediante estudios de imágenes directas de estrellas cercanas. La misión WFIRST de la NASA, programado para su lanzamiento en 2025, pondrá a prueba la tecnología de un coronógrafo (CGI) que sería capaz de detectar estos supuestos exoplanetas. Crédito:Alan Boss

    La masa de un disco debe ser proporcional a la masa de la estrella joven alrededor de la cual gira. El hecho de que al menos un gigante gaseoso (posiblemente dos) se haya encontrado alrededor de una estrella que es mucho más pequeña que nuestro Sol indica que el disco original era enorme, o que la acumulación de núcleos no funciona en este sistema. Los períodos orbitales de las estrellas de menor masa son más largos, que evita que la acreción del núcleo forme gigantes gaseosos antes de que desaparezca el gas del disco, como la acumulación de núcleos es un proceso mucho más lento que la inestabilidad del disco, según Boss.

    "Es una gran reivindicación del método de inestabilidad del disco y una demostración de cómo un descubrimiento inusual puede hacer oscilar el péndulo en nuestra comprensión de cómo se forman los planetas, "dijo uno de los miembros del equipo de investigación del IEEC, Guillem Anglada-Escudé, él mismo un ex postdoctorado de Carnegie.

    Las últimas simulaciones de Boss siguen la evolución tridimensional de los discos calientes que comienzan en una configuración estable. En una variedad de escalas de tiempo, estos discos se enfrían y forman brazos espirales, eventualmente resultando en densos grupos que representan protoplanetas recién nacidos. Sus masas y distancias de la estrella anfitriona son similares a las de Júpiter y Saturno.

    "Mis nuevos modelos muestran que la inestabilidad del disco puede formar grupos densos a distancias similares a las de los planetas gigantes del Sistema Solar, ", dijo Boss." El censo de exoplanetas aún está en marcha, y este trabajo sugiere que hay muchos más gigantes del gas esperando ser contados ".


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