• Home
  • Química
  • Astronomía
  • Energía
  • Naturaleza
  • Biología
  • Física
  • Electrónica
  •  science >> Ciencia >  >> Astronomía
    Un planeta súper soplo como ningún otro

    Interpretación artística del exoplaneta WASP-107b y su estrella, WASP-107. Parte de la luz de la estrella fluye a través de la capa de gas extendida del exoplaneta. Crédito:ESA / Hubble, NASA, M. Kornmesser.

    La masa del núcleo del exoplaneta gigante WASP-107b es mucho menor de lo que se creía necesario para construir la inmensa envoltura de gas que rodea a planetas gigantes como Júpiter y Saturno. han descubierto los astrónomos de la Université de Montréal.

    Este intrigante descubrimiento de Ph.D. La estudiante Caroline Piaulet del Instituto de Investigación de Exoplanetas (iREx) de la UdeM sugiere que los planetas gigantes gaseosos se forman con mucha más facilidad de lo que se creía anteriormente.

    Piaulet es parte del innovador equipo de investigación del profesor de astrofísica de la UdeM Björn Benneke que en 2019 anunció la primera detección de agua en un exoplaneta ubicado en la zona habitable de su estrella.

    Publicado hoy en el Diario astronómico con colegas en Canadá, los Estados Unidos., Alemania y Japón, el nuevo análisis de la estructura interna de WASP-107b "tiene grandes implicaciones, "dijo Benneke.

    "Este trabajo aborda los fundamentos mismos de cómo los planetas gigantes pueden formarse y crecer, "Proporciona una prueba concreta de que la acumulación masiva de una envoltura de gas puede desencadenarse para núcleos que son mucho menos masivos de lo que se pensaba".

    Tan grande como Júpiter pero 10 veces más ligero

    WASP-107b se detectó por primera vez en 2017 alrededor de WASP-107, una estrella a unos 212 años luz de la Tierra en la constelación de Virgo. El planeta está muy cerca de su estrella, más de 16 veces más cerca que la Tierra del Sol. Tan grande como Júpiter pero 10 veces más liviano, WASP-107b es uno de los exoplanetas menos densos conocidos:un tipo que los astrofísicos han denominado planetas "super-hojaldre" o "algodón de azúcar".

    Piaulet y su equipo utilizaron por primera vez las observaciones de WASP-107b obtenidas en el Observatorio Keck en Hawai'i para evaluar su masa con mayor precisión. Usaron el método de velocidad radial, que permite a los científicos determinar la masa de un planeta mediante la observación del movimiento de oscilación de su estrella anfitriona debido a la atracción gravitacional del planeta. Concluyeron que la masa de WASP-107b es aproximadamente una décima parte de la de Júpiter, o unas 30 veces la de la Tierra.

    Luego, el equipo hizo un análisis para determinar la estructura interna más probable del planeta. Llegaron a una conclusión sorprendente:con una densidad tan baja, el planeta debe tener un núcleo sólido de no más de cuatro veces la masa de la Tierra. Esto significa que más del 85 por ciento de su masa está incluida en la gruesa capa de gas que rodea este núcleo. En comparación, Neptuno, que tiene una masa similar a WASP-107b, solo tiene del 5 al 15 por ciento de su masa total en su capa de gas.

    "Tuvimos muchas preguntas sobre WASP-107b, "dijo Piaulet." ¿Cómo pudo formarse un planeta de tan baja densidad? ¿Y cómo evitó que se escapara su enorme capa de gas? especialmente dada la proximidad del planeta a su estrella?

    "Esto nos motivó a hacer un análisis exhaustivo para determinar su historial de formación".

    Un gigante gaseoso en ciernes

    Los planetas se forman en el disco de polvo y gas que rodea a una estrella joven llamada disco protoplanetario. Los modelos clásicos de formación de planetas gigantes gaseosos se basan en Júpiter y Saturno. En estos, Se necesita un núcleo sólido al menos 10 veces más masivo que la Tierra para acumular una gran cantidad de gas antes de que el disco se disipe.

    Sin un núcleo masivo No se pensaba que los planetas gigantes gaseosos pudieran cruzar el umbral crítico necesario para acumular y retener sus grandes envolturas gaseosas.

    Entonces, ¿cómo se explica la existencia de WASP-107b, que tiene un núcleo mucho menos masivo? Eve Lee, profesora de la Universidad McGill y miembro de iREx, un experto de renombre mundial en planetas superhumeantes como WASP-107b, tiene varias hipótesis.

    "Para WASP-107b, el escenario más plausible es que el planeta se formó lejos de la estrella, donde el gas en el disco está lo suficientemente frío como para que la acumulación de gas pueda ocurrir muy rápidamente, ", dijo." Más tarde, el planeta pudo migrar a su posición actual, ya sea a través de interacciones con el disco o con otros planetas del sistema ".

    Descubrimiento de un segundo planeta, WASP-107c

    Las observaciones de Keck del sistema WASP-107 cubren un período de tiempo mucho más largo que los estudios anteriores, permitiendo al equipo de investigación liderado por la UdeM hacer un descubrimiento adicional:la existencia de un segundo planeta, WASP-107c, con una masa de aproximadamente un tercio de la de Júpiter, considerablemente más que WASP-107b.

    WASP-107c también está mucho más lejos de la estrella central; se necesitan tres años para completar una órbita a su alrededor, en comparación con solo 5.7 días para WASP-107b. También es interesante:la excentricidad de este segundo planeta es alta, lo que significa que su trayectoria alrededor de su estrella es más ovalada que circular.

    "WASP-107c ha guardado en algunos aspectos la memoria de lo que sucedió en su sistema, "dijo Piaulet." Su gran excentricidad insinúa un pasado bastante caótico, con interacciones entre los planetas que podrían haber llevado a desplazamientos significativos, como el sospechoso de WASP-107b ".

    Varias preguntas más

    Más allá de su historia de formación, there are still many mysteries surrounding WASP-107b. Studies of the planet's atmosphere with the Hubble Space Telescope published in 2018 revealed one surprise:it contains very little methane.

    "That's strange, because for this type of planet, methane should be abundant, " said Piaulet. "We're now reanalysing Hubble's observations with the new mass of the planet to see how it will affect the results, and to examine what mechanisms might explain the destruction of methane."

    The young researcher plans to continue studying WASP-107b, hopefully with the James Webb Space Telescope set to launch in 2021, which will provide a much more precise idea of the composition of the planet's atmosphere.

    "Exoplanets like WASP-107b that have no analogue in our Solar System allow us to better understand the mechanisms of planet formation in general and the resulting variety of exoplanets, " she said. "It motivates us to study them in great detail."

    "WASP-107b's density is even lower:a case study for the physics of gas envelope accretion and orbital migration, " by Caroline Piaulet et al., was posted today in the  Diario astronómico .


    © Ciencia https://es.scienceaq.com