Durante mucho tiempo se ha asumido en astronomía un vínculo compositivo entre los planetas y sus respectivas estrellas anfitrionas. Por primera vez ahora un equipo de científicos entrega evidencia empírica para respaldar la suposición y, al mismo tiempo, la contradice en parte.

Las estrellas y los planetas se forman a partir del mismo gas y polvo cósmicos. En el transcurso del proceso de formación, parte del material se condensa y forma planetas rocosos, el resto es acumulado por la estrella o pasa a formar parte de planetas gaseosos. La suposición de una conexión entre la composición de las estrellas y sus planetas es, por tanto, razonable y está confirmada, por ejemplo, en el sistema solar por la mayoría de los planetas rocosos (Mercurio es la excepción). Sin embargo, suposiciones, especialmente en astrofísica, no siempre resultan ser verdad. Un estudio dirigido por el Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) en Portugal, que también involucra a investigadores de NCCR PlanetS en la Universidad de Berna y la Universidad de Zürich, publicado hoy en la revista Ciencias , proporciona la primera evidencia empírica para esta suposición y, al mismo tiempo, la contradice parcialmente.

Estrella condensada vs planeta rocoso

Para determinar si las composiciones de las estrellas y sus planetas están relacionadas, el equipo comparó mediciones muy precisas de ambos. Por las estrellas se midió su luz emitida, que lleva la característica huella espectroscópica de su composición. La composición de los planetas rocosos se determinó indirectamente:su densidad y composición se derivaron de su masa y radio medidos. Solo recientemente se han medido suficientes planetas con tanta precisión que es posible realizar investigaciones significativas de este tipo.

"Pero dado que las estrellas y los planetas rocosos son de naturaleza bastante diferente, la comparación de su composición no es sencilla, "como Christoph Mordasini, coautor del estudio, Profesor de astrofísica en la universidad de Berna y miembro del NCCR PlanetS comienza a explicar. "En lugar de, comparamos la composición de los planetas con una teoría, versión enfriada de su estrella. Si bien la mayor parte del material de la estrella, principalmente hidrógeno y helio, permanece como gas cuando se enfría, una pequeña fracción se condensa, que consiste en material formador de rocas como hierro y silicato, "explica Christoph Mordasini.

En la Universidad de Berna, el "Modelo de Berna de la Formación y Evolución de Planetas" se ha desarrollado continuamente desde 2003 (ver cuadro de información). Christoph Mordasini dice que "los conocimientos sobre los múltiples procesos involucrados en la formación y evolución de los planetas están integrados en el modelo". Usando este modelo de Berna, los investigadores pudieron calcular la composición de este material de formación de rocas de la estrella enfriada. "Luego lo comparamos con los planetas rocosos, ", Dice Christoph Mordasini.

Indicaciones de la habitabilidad de los planetas.

"Nuestros resultados muestran que nuestras suposiciones sobre la composición de estrellas y planetas no eran fundamentalmente erróneas:la composición de los planetas rocosos está íntimamente ligada a la composición de su estrella anfitriona. Sin embargo, la relación no es tan simple como esperábamos, "autor principal del estudio e investigador de la IA, Vardan Adibekyan, dice. Lo que esperaban los científicos fue que la abundancia de estos elementos en la estrella establece el límite superior posible. "Sin embargo, para algunos de los planetas, la abundancia de hierro en el planeta es incluso mayor que en la estrella "como Caroline Dorn, quien fue coautor del estudio y es miembro de NCCR PlanetS, así como Ambizione Fellow en la Universidad de Zurich, explica. "Esto podría deberse a impactos gigantes en estos planetas que rompen parte del exterior, materiales más ligeros, mientras permanece el denso núcleo de hierro, Según el investigador. Por tanto, los resultados podrían dar a los científicos pistas sobre la historia de los planetas.

“Los resultados de este estudio también son muy útiles para restringir las composiciones planetarias que se asumen en función de la densidad calculada a partir de las mediciones de masa y radio, "Explica Christoph Mordasini." Dado que más de una composición puede ajustarse a una cierta densidad, los resultados de nuestro estudio nos dicen que podemos reducir las posibles composiciones, basado en la composición de la estrella anfitriona, ", Dice Mordasini. Y dado que la composición exacta de un planeta influye, por ejemplo, cuánto material radiactivo contiene o qué tan fuerte es su campo magnético, puede determinar si el planeta es propicio para la vida o no.

"Modelo de Berna de formación y evolución de planetas"

Se pueden hacer declaraciones sobre cómo se formó un planeta y cómo ha evolucionado utilizando el "Modelo de Berna de Formación y Evolución de Planetas". El modelo de Berna se ha desarrollado continuamente en la Universidad de Berna desde 2003. En el modelo se integran conocimientos sobre los múltiples procesos implicados en la formación y evolución de los planetas. Estos son, por ejemplo, submodelos de acreción (crecimiento del núcleo de un planeta) o de cómo los planetas interactúan gravitacionalmente e influyen entre sí, y de procesos en los discos protoplanetarios en los que se forman los planetas. El modelo también se utiliza para crear las llamadas síntesis de población, que muestran qué planetas se desarrollan con qué frecuencia bajo ciertas condiciones en un disco protoplanetario.