La galaxia está plagada de sistemas planetarios muy diferentes al nuestro. En el sistema solar el planeta más cercano al Sol:Mercurio, con una órbita de 88 días, también es el más pequeño. Pero la nave espacial Kepler de la NASA ha descubierto miles de sistemas llenos de planetas muy grandes, llamados supertierras, en órbitas muy pequeñas que giran alrededor de su estrella anfitriona varias veces cada 10 días.

Ahora, los investigadores pueden tener una mejor comprensión de cómo se formaron esos planetas.

Un equipo de astrónomos dirigidos por Penn State descubrió que a medida que los planetas se forman a partir de la caótica agitación gravitacional, hidrodinámico — o, arrastre, y fuerzas magnéticas y colisiones dentro del polvoriento, disco protoplanetario gaseoso que rodea a una estrella cuando comienza a formarse un sistema planetario, las órbitas de estos planetas eventualmente se sincronizan, haciendo que se deslicen, sigan el estilo de líder, hacia la estrella. Las simulaciones por computadora del equipo dan como resultado sistemas planetarios con propiedades que coinciden con las de los sistemas planetarios reales observados por el telescopio espacial Kepler de sistemas solares. Tanto las simulaciones como las observaciones muestran grandes super-Tierras rocosas que orbitan muy cerca de sus estrellas anfitrionas, según Daniel Carrera, profesor asistente de investigación de astronomía en el Eberly College of Science de Penn State.

Dijo que la simulación es un paso hacia la comprensión de por qué las súper Tierras se juntan tan cerca de sus estrellas anfitrionas. Las simulaciones también pueden arrojar luz sobre por qué las súper Tierras a menudo se encuentran tan cerca de su estrella anfitriona donde no parece haber suficiente material sólido en el disco protoplanetario para formar un planeta. y mucho menos un gran planeta, según los investigadores, que informan sus hallazgos en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .

"Cuando las estrellas son muy jóvenes, están rodeados por un disco que es principalmente gas con algo de polvo, y ese polvo crece en los planetas, como la tierra y estas super-Tierras, ", dijo Carrera." Pero el enigma particular para nosotros es que este disco no llega hasta la estrella, hay una cavidad allí. Y, sin embargo, vemos estos planetas más cerca de la estrella que el borde de ese disco ".

La simulación por computadora de los astrónomos muestra que, tiempo extraordinario, las fuerzas gravitacionales de los planetas y del disco bloquean los planetas en órbitas sincronizadas (resonancia) entre sí. Entonces, los planetas comienzan a migrar al unísono, con algunos moviéndose más cerca del borde del disco. La combinación del disco de gas que afecta a los planetas exteriores y las interacciones gravitacionales entre los planetas exterior e interior puede seguir empujando a los planetas interiores mucho más cerca de la estrella, incluso interior hasta el borde del disco.

"Con los primeros descubrimientos de exoplanetas del tamaño de Júpiter orbitando cerca de su estrella anfitriona, Los astrónomos se inspiraron para desarrollar múltiples modelos de cómo se podían formar tales planetas, incluyendo interacciones caóticas en múltiples sistemas planetarios, efectos de las mareas y migración a través del disco de gas, "dijo Eric Ford, profesor de astronomía y astrofísica, director del Centro de Exoplanetas y Mundos Habitables de Penn State y de la facultad de contratación conjunta del Instituto de Ciberciencia (ICS). "Sin embargo, estos modelos no predijeron los descubrimientos más recientes de planetas del tamaño de una súper Tierra orbitando tan cerca de su estrella anfitriona. Algunos astrónomos habían sugerido que tales planetas debían haberse formado muy cerca de sus ubicaciones actuales. Nuestro trabajo es importante porque demuestra cómo los planetas del tamaño de una súper Tierra de período corto podrían haberse formado y migrado a sus ubicaciones actuales gracias a las complejas interacciones de múltiples sistemas planetarios ".

Carrera dijo que queda más trabajo para confirmar que la teoría es correcta.

"Hemos demostrado que es posible que los planetas se acerquen tanto a una estrella en esta simulación, pero no significa que sea la única forma en que el universo eligió hacerlos, "dijo Carrera." A alguien se le puede ocurrir una idea diferente de una manera de acercar los planetas a una estrella. Y, asi que, el siguiente paso es probar la idea, revisarlo, haga predicciones que pueda comparar con las observaciones ".

La investigación futura también puede explorar por qué nuestro sistema solar súper sin Tierra es diferente de la mayoría de los otros sistemas solares, Carrera agregó.

"Las super-Tierras en órbitas muy cercanas son, con mucho, el tipo de exoplaneta más común que observamos, y, sin embargo, no existen en nuestro propio sistema solar y eso nos hace preguntarnos por qué, "dijo Carrera.

Según los investigadores, las mejores estimaciones publicadas sugieren que alrededor del 30 por ciento de las estrellas de tipo solar tienen planetas más cercanos a la estrella anfitriona que la Tierra al Sol. Sin embargo, señalan que otros planetas podrían pasar desapercibidos, especialmente pequeños planetas lejos de su estrella.