Planetas orbitando estrellas binarias de "período corto", o estrellas encerradas en un estrecho abrazo orbital, pueden ser expulsados ​​al espacio como consecuencia de la evolución de sus estrellas anfitrionas, según una nueva investigación de la Universidad de Washington.

Los hallazgos ayudan a explicar por qué los astrónomos han detectado pocos planetas circumbinarios, que orbitan estrellas que a su vez orbitan entre sí, a pesar de observar miles de estrellas binarias a corto plazo. o aquellos con períodos orbitales de 10 días o menos.

También significa que tales sistemas estelares binarios son un mal lugar para apuntar los próximos telescopios terrestres y espaciales para buscar planetas habitables y vida más allá de la Tierra.

Hay varios tipos diferentes de estrellas binarias, como binarios visuales y espectroscópicos, llamado así por las formas en que los astrónomos pueden observarlos. En un artículo aceptado para su publicación en Diario astrofísico , autor principal David Fleming, un estudiante de doctorado en astronomía de la UW, estudios eclipsando binarios, o aquellos donde el plano orbital está tan cerca de la línea de visión, se ve que ambas estrellas se cruzan una frente a la otra. Fleming presentará el documento en la conferencia de la División de Astronomía Dinámica del 15 al 19 de abril.

Cuando los binarios eclipsados ​​se orbitan entre sí de cerca, dentro de unos 10 días o menos, Fleming y sus coautores se preguntaron:¿Tienen las mareas, las fuerzas gravitacionales que cada una ejerce sobre la otra, "consecuencias dinámicas" para el sistema estelar?

"Eso es realmente lo que encontramos" usando simulaciones por computadora, Dijo Fleming. "Las fuerzas de marea transportan el momento angular de las rotaciones estelares a las órbitas. Ralentizan las rotaciones estelares, expandiendo el período orbital ".

Esta transferencia de momento angular hace que las órbitas no solo se agranden sino también se circularicen, pasando de ser excéntrico, o con forma de balón de fútbol, a círculos perfectos. Y en escalas de tiempo muy largas, los giros de las dos estrellas también se sincronizan, como la luna con la tierra, cada uno mostrando siempre la misma cara al otro.

La órbita estelar en expansión "envuelve planetas que originalmente eran seguros, y luego ya no están a salvo, y son expulsados ​​del sistema, "dijo Rory Barnes, Profesor asistente de astronomía de la Universidad de Washington y coautor del artículo. Y la expulsión de un planeta de esta manera puede perturbar las órbitas de otros mundos en órbita en una especie de efecto en cascada, en última instancia, también los envía fuera del sistema.

Hacer las cosas aún más difíciles para los planetas circumbinarios es lo que los astrónomos llaman una "región de inestabilidad" creada por los tirones gravitacionales en competencia de las dos estrellas. "Hay una región que simplemente no puedes cruzar, si vas allí, te expulsan del sistema, ", Dijo Fleming." Hemos confirmado esto en simulaciones, y muchos otros también han estudiado la región ".

Esto se denomina "límite de estabilidad dinámica". Se mueve hacia afuera a medida que aumenta la órbita estelar, envolviendo planetas y haciendo inestables sus órbitas, y finalmente eliminarlos del sistema.

Otra característica intrigante de tales sistemas binarios, detectado por otros a lo largo de los años, Fleming dijo:es que los planetas tienden a orbitar justo fuera de este límite de estabilidad, para "amontonarse" allí. No se conoce completamente cómo llegan los planetas a la región; pueden formarse allí, o pueden migrar hacia adentro desde más lejos en el sistema.

Aplicando su modelo a sistemas estelares binarios conocidos de período corto, Fleming y sus coautores encontraron que esta evolución de marea estelar de estrellas binarias elimina al menos un planeta en el 87 por ciento de los sistemas circumbinarios multiplanetas. ya menudo más. E incluso esto es probablemente una estimación conservadora; Barnes dijo que el número puede llegar al 99 por ciento.

Los investigadores han denominado el proceso de eyección de planetas por evolución de marea estelar, o STEEP. Detecciones futuras, "o no detecciones", de circumbinarias alrededor de estrellas binarias de período corto, los autores escriben, "proporcionará la mejor prueba de observación indirecta del proceso STEEP.

El sistema estelar binario de período más corto alrededor del cual se descubrió un planeta circumbinario fue Kepler 47, con un período de aproximadamente 7,45 días. Los coautores sugieren que los estudios futuros que busquen encontrar y estudiar planetas posiblemente habitables alrededor de estrellas binarias a corto plazo deberían centrarse en aquellos con períodos orbitales más largos que unos 7,5 días.

Los coautores de Fleming y Barnes son el profesor de astronomía de la Universidad de Washington, Tom Quinn, el investigador postdoctoral Rodrigo Luger y el estudiante de pregrado David E. Graham. Este trabajo utilizó la infraestructura de almacenamiento y redes proporcionada por el sistema de supercomputadoras Hyak en la Universidad de Washington, financiado por la tarifa de tecnología para estudiantes de la UW.

En cuanto a habitabilidad y búsqueda de vida, Fleming dijo que los planetas que orbitan alrededor de binarios eclipsantes a corto plazo podrían ser objetivos atractivos para un estudio más detallado. con su ángulo de canto mostrando eclipses, y más, al espectador lejano.

"Pero este mecanismo tiende a matarlos, ", agregó." Entonces, no es un buen lugar para buscar ".