Pero, ¿estas órbitas extremadamente cercanas darán lugar a una desintegración orbital de las UHJ y eventualmente las condenarán a ser devoradas por su estrella, o algunas podrán orbitar a largo plazo sin preocupaciones? Esto es lo que publicó un estudio reciente en arXiv servidor de preimpresión y aceptado en el Planetary Science Journal espera abordar.

El equipo de investigadores internacionales investigó posibles desintegraciones orbitales de varios UHJ, lo que tiene el potencial no solo de ayudar a los astrónomos a comprender mejor los UHJ sino también la formación y evolución de exoplanetas en general.

Aquí, discutimos esta investigación con la autora principal del estudio, la Dra. Elisabeth Adams, científica principal del Instituto de Ciencias Planetarias, sobre la motivación detrás del estudio, los resultados significativos, los estudios de seguimiento y la importancia de estudiar la desintegración orbital para UHJ y UHJ, en general.

Entonces, ¿cuál fue la motivación detrás de este estudio sobre la desintegración orbital de las UHJ?

"Desde que se anunció el primer exoplaneta, 51 Peg b, también conocido como Dimidium, en una órbita de 4 días, los científicos han estado profundamente preocupados por la estabilidad a largo plazo de estos planetas gigantes", le dice el Dr. Adams a Universe Today.

"Sabemos desde hace tiempo que objetos del tamaño de Júpiter no pueden existir con órbitas de menos de 19 horas (ese es el límite de Roche), pero incluso los planetas gigantes con órbitas de unos pocos días son inestables a largo plazo porque la Las fuerzas de marea causarán inexorablemente que sus órbitas decaigan. La gran incógnita es qué significa "largo plazo":¿el planeta decaerá mientras la estrella todavía está en la secuencia principal, o el proceso tardará tanto que la estrella muera primero?

Para el estudio, los investigadores utilizaron una combinación de telescopios terrestres y espaciales para realizar fotometría estelar y análisis de curvas de luz de exoplanetas de 43 UHJ con períodos orbitales que oscilan entre 0,67 días (TOI-2109 b) y 3,03 días (TrES-1 b). ) con el objetivo de determinar la tasa de cambio de su período orbital (es decir, período orbital creciente o período orbital decreciente [desintegración orbital]) medida en milisegundos por año (ms/año).

Este estudio consistió en datos de curvas de luz de tránsito nuevos y previamente medidos, y el equipo realizó algunos cálculos para determinar la tasa de cambio del período orbital para cada uno de los 43 UHJ. Además, más de la mitad de las 43 UHJ de este estudio tienen datos de observación de más de una década y una de ellas supera los 20 años de datos (WASP-18 b a los 32 años). Entonces, ¿cuáles fueron los resultados más significativos de este estudio?

El Dr. Adams le dice a Universe Today:"Lo interesante no es solo que este estudio no encontró ningún caso nuevo de desintegración orbital, sino también que estamos empezando a ver una diferencia de varios órdenes de magnitud en la duración de la desintegración orbital.

"Los dos mejores casos de planetas en descomposición (WASP-12 b y Kepler-1658 b) se están desintegrando a velocidades que son>10 a 1000 veces más rápidas que los planetas en los que no encontramos desintegración (por ejemplo, WASP-18 b, WASP-19b y KELT-1b); si estos últimos planetas se estuvieran desintegrando tan rápido como WASP-12 b, definitivamente ya lo habríamos detectado."

Como se señaló, este estudio integral ayudó a identificar nueva información sobre la desintegración orbital de los UHJ, específicamente relacionada con la falta de desintegración orbital para la mayoría de ellos, lo que significa que algunas órbitas podrían ser potencialmente estables a largo plazo a pesar de orbitar extremadamente cerca de sus respectivos padres. estrellas.

Además, ayudó a desafiar mediciones anteriores relacionadas con la desintegración orbital de ciertas UHJ, lo que podría ayudar a los astrónomos a comprender mejor la formación y evolución de las UHJ en todo el universo. Por lo tanto, dada la amplitud del estudio, ¿qué estudios de seguimiento se están realizando o planificando actualmente?

El Dr. Adams dice:"¡Tendremos que seguir buscando! Este artículo es el primero de nuestra encuesta y solo cubre aproximadamente la mitad de las UHJ conocidas, de las cuales se siguen encontrando más; entre nuestros objetivos, la mitad de ellas no se han observado durante el tiempo suficiente, o con suficientes tránsitos, para decir si se está produciendo incluso una desintegración orbital muy rápida. Para los demás, es posible que necesitemos algunos años más, o tal vez algunas décadas, para observarlo.

"Los teóricos también están trabajando arduamente para explicar cómo la edad y la estructura de la estrella contribuyen a las diferentes tasas de desintegración, aunque la alta incertidumbre entre los modelos teóricos es la razón por la que me gusta poder medir empíricamente la tasa de desintegración".

Estudiar la desintegración orbital es esencial para comprender mejor si dos objetos astronómicos chocarán entre sí, incluido un planeta y su satélite (la mayoría de las veces una luna), una estrella y otro planeta o cometa que lo orbita (lo que resultará en la incineración de este último) y cuándo lo harán. , una estrella y otra estrella (lo que resulta en ondas gravitacionales o explosiones de rayos gamma) y cualquier objeto astronómico que orbite entre sí (sistema binario).

Para la Tierra, medir la decadencia orbital ha sido vital para saber cuándo podrían arder los satélites artificiales en la atmósfera de nuestro planeta. Pero, con respecto a los exoplanetas, ¿cuál es la importancia de estudiar la desintegración orbital de los UHJ? ¿Se limitan únicamente a los UHJ?

"La caída de las mareas es más importante en los planetas grandes", dice el Dr. Adams. "Por extraño que parezca, se han encontrado planetas del tamaño de la Tierra en órbitas de tan solo 4 horas y, sin embargo, se predice que serán estables en términos de marea durante muchos miles de millones de años. (Anteriormente he publicado trabajos sobre estos planetas más pequeños de período ultracorto). Cuanto más cerca esté el planeta de la estrella, más fuertes serán los efectos de las mareas y más rápido decaerá la órbita."

Los UHJ están designados extraoficialmente como una subclase de Júpiter "calientes". Al igual que este estudio, los UHJ anteriores también se han examinado utilizando una combinación de telescopios terrestres y espaciales. Como señaló el Dr. Adams, este estudio examinó aproximadamente la mitad de las UHJ conocidas, lo que significa que hay aproximadamente 100 UHJ conocidas que pueblan el cosmos.

Como también se señaló, la mayoría de las UHJ están bloqueadas por mareas con su estrella madre, lo que significa que un lado mira continuamente a la estrella a lo largo de su órbita y las abrasadoras temperaturas del lado diurno hacen que las moléculas se rompan y se recombinen en el lado nocturno. Estas características convierten a los UHJ en algunos de los objetos astronómicos más intrigantes y misteriosos que se pueden estudiar. Pero, ¿cuál es la importancia de estudiar UHJ en general?

"Los Júpiter ultracalientes nos permiten medir una propiedad fundamental de las estrellas (el factor de calidad de las mareas, que determina la tasa de desintegración)", dice el Dr. Adams. "Modelar su pasado y futuro nos permite refinar nuestras teorías sobre la formación y migración de planetas. Algunos de ellos también podrían estar perdiendo sus atmósferas, que podemos buscar.

"También son algunos de los planetas más fáciles de observar porque son grandes, calientes y cercanos a su estrella y son objetivos excelentes tanto para observaciones de alta precisión (por ejemplo, estudios atmosféricos con JWST) como de extensión (son objetivos excelentes para los aficionados interesados). con telescopios decentes)".

Este estudio se produce mientras la NASA y otras agencias espaciales de todo el mundo continúan descubriendo exoplanetas a un ritmo increíble, y la NASA enumera el número de exoplanetas confirmados en 5.630 al momento de escribir este artículo. De ese número, 1.805 están clasificados como gigantes gaseosos (del tamaño de Saturno o Júpiter), y un sinfín de estos mundos orbitan alrededor de sus estrellas madre en tan solo unos días o menos.

A medida que nuestra comprensión de los exoplanetas continúa ampliándose, también lo hará nuestra comprensión de las UHJ, incluida su formación y evolución, junto con la formación y evolución de sus estrellas madre.

"Mi lema al estudiar exoplanetas es esperar lo inesperado", dice el Dr. Adams. "Incluso después de tres décadas de observaciones, seguimos encontrando planetas en lugares inesperados que hacen cosas extrañas, y luego aprendemos mucho sobre el universo al descubrir qué están haciendo y por qué. ¡Definitivamente te mantiene alerta!"