¿Pueden las fuerzas de marea hacer que la superficie de un exoplaneta irradie calor? Esto es lo que aceptó un estudio al Astronomical Journal espera abordar mientras un equipo de investigadores internacionales utilizó datos recopilados de instrumentos terrestres para confirmar la existencia de un segundo exoplaneta que reside dentro del sistema exoplanetario, HD 104067, junto con el uso de la misión Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA para identificar un adicional. candidato a exoplaneta. El estudio está disponible en arXiv. servidor de preimpresión.
Lo que es único acerca de este candidato a exoplaneta, que orbita más hacia el interior en comparación con los otros dos, es que las fuerzas de marea exhibidas desde los dos exoplanetas exteriores están causando potencialmente que la superficie de los candidatos irradie con una temperatura superficial que alcanza los 2.300 grados Celsius (4.200 grados Fahrenheit). Fahrenheit), a la que los investigadores se refieren como una "tormenta de marea perfecta".
Universe Today analiza esta fantástica investigación con el Dr. Stephen Kane, profesor de Astrofísica Planetaria en UC Riverside y autor principal del estudio, con respecto a la motivación detrás del estudio, los resultados significativos, la importancia de los aspectos de la "tormenta de marea", siga investigación complementaria e implicaciones de este sistema en el estudio de otros sistemas exoplanetarios. Entonces, ¿cuál fue la motivación detrás de este estudio?
"La estrella (HD 104067) era una estrella conocida por albergar un planeta gigante en una órbita de 55 días, y tengo una larga historia de obsesión con los sistemas conocidos", le dice el Dr. Kane a Universe Today. "Cuando TESS detectó un posible planeta en tránsito del tamaño de la Tierra en una órbita de 2,2 días (TOI-6713.01), decidí examinar el sistema más a fondo. Reunimos todos los datos del RV y descubrimos que hay OTRO planeta (de masa de Urano) en una órbita de 13 órbita de un día. Entonces, comenzó con los datos de TESS, luego el sistema se volvió más interesante cuanto más lo estudiábamos."
La historia de la investigación exoplanetaria del Dr. Kane abarca una miríada de arquitecturas de sistemas solares, específicamente aquellas que contienen exoplanetas altamente excéntricos, pero también incluye trabajo de seguimiento después de que se confirman los exoplanetas dentro de un sistema. Más recientemente, fue el segundo autor de un estudio que analiza una arquitectura de sistema revisada en el sistema HD 134606, además de descubrir dos nuevas Supertierras dentro de ese sistema.
Para este estudio más reciente, el Dr. Kane y sus colegas utilizaron datos de los instrumentos terrestres del Buscador de planetas de velocidad radial de alta precisión (HARPS) y del Espectrómetro Echelle de alta resolución (HIRES) y la misión TESS antes mencionada para determinar las características y parámetros de ambos. la estrella madre, HD 105067, y los exoplanetas correspondientes que la orbitan. Pero, además de descubrir exoplanetas adicionales dentro del sistema, como menciona el Dr. Kane, ¿cuáles son los resultados más significativos de este estudio?
El Dr. Kane le dice a Universe Today:"El resultado más sorprendente de nuestro trabajo fue que la dinámica del sistema hace que el período de 2,2 días experimente enormes efectos de marea, similares a los experimentados por Io. Sin embargo, en este caso, TOI-6713.01 experimenta 10 millones de veces más energía de marea que Io, lo que da como resultado una temperatura superficial de 2.600 K [2.300 grados Celsius (4.200 grados Fahrenheit)]. Esto significa que el planeta literalmente brilla en longitudes de onda ópticas".
La luna de Júpiter, Io, es el cuerpo planetario volcánicamente más activo del sistema solar, que se produce por el calentamiento de las mareas causado por la gravedad masiva de Júpiter a lo largo de la órbita ligeramente excéntrica (alargada) de Io que dura 1,77 días. Esto significa que Io se acerca a Júpiter durante ciertos puntos y se aleja de Júpiter en otros puntos, lo que hace que Io se comprima y expanda, respectivamente.
Durante millones de años, esta fricción constante dentro del interior de Ío ha provocado el calentamiento de su núcleo, lo que ha dado lugar a cientos de volcanes que componen la superficie de Ío y tampoco a ningún cráter de impacto visible. Como menciona el Dr. Kane, este nuevo candidato a exoplaneta "experimenta 10 millones de veces más energía de marea que Io", lo que podría plantear preguntas adicionales sobre su propia actividad volcánica u otros procesos geológicos. Por lo tanto, ¿cuál es el significado de los aspectos de "tormenta de marea" de TOI-6713.01?
El Dr. Kane le dice a Universe Today:"La razón por la que TOI-6713.01 experimenta fuerzas de marea tan fuertes es por la excentricidad de los dos planetas gigantes exteriores, lo que obliga a TOI-6713.01 a adoptar una órbita excéntrica también. Por lo tanto, me refiero a que el planeta está atrapado en una tormenta de marea perfecta."
El sistema HD 104067 con sus dos exoplanetas gigantes exteriores que fuerzan al TOI-6713.01 más interno a una "tormenta de marea perfecta" recuerda ligeramente a las tres primeras lunas galileanas de Júpiter, Io, Europa y Ganímedes, en cuanto a sus efectos gravitacionales entre sí a lo largo de sus órbitas. .
Sin embargo, existen algunas diferencias, ya que la enorme gravedad de Júpiter es la fuerza principal que impulsa la actividad volcánica de Ío, y las tres lunas están en lo que se conoce como resonancia orbital, lo que significa que las órbitas están en proporción entre sí. Por ejemplo, por cada cuatro órbitas de Ío hay dos órbitas de Europa y una órbita de Ganímedes, lo que hace que su resonancia orbital sea 4:2:1, lo que da como resultado que cada luna cause influencias gravitacionales regulares entre sí.
Por lo tanto, dado que el aspecto de la tormenta de marea en TOI-6713.01 es causado por las excentricidades de los dos gigantes exteriores, ¿cómo se compara esto con la relación entre Io, Europa y Ganímedes?
El Dr. Kane le dice a Universe Today:"La resonancia de Laplace de las lunas galileanas crea una configuración particularmente poderosa, mediante la cual las alineaciones regulares de las tres lunas internas fuerzan regularmente a Io a una órbita excéntrica. El sistema HD 104067 no está en resonancia, pero aún es capaz de "Produce una configuración de energía en virtud de que los planetas byc son tan masivos y, por lo tanto, es más un efecto de 'fuerza bruta' que obliga al planeta en tránsito interior a entrar en una órbita excéntrica".
Como se señaló, TOI-6713.01 se descubrió utilizando el método de velocidad radial, también conocido como espectroscopia Doppler, lo que significa que los astrónomos midieron los cambios minúsculos en el movimiento de la estrella madre mientras es ligeramente arrastrada por el planeta durante la órbita de este último.
Estos ligeros cambios hacen que la estrella madre se tambalee cuando los dos cuerpos se tiran entre sí, y los astrónomos usan un espectrógrafo para detectar cambios en estas oscilaciones a medida que la estrella se "acerca" y "se aleja" de nosotros para encontrar exoplanetas.
Este método ha demostrado ser muy eficaz en la búsqueda de exoplanetas, ya que representa casi el 20% del total de exoplanetas confirmados hasta la fecha, y el primer exoplaneta que orbita alrededor de una estrella como la nuestra se descubrió utilizando este método. Sin embargo, a pesar de la efectividad de la velocidad radial, el estudio señala que TOI-6713.01 "aún no se ha confirmado", entonces, ¿qué observaciones adicionales se requieren para confirmar su existencia?
El Dr. Kanes le dice a Universe Today:"Debido a que el planeta es tan pequeño, es difícil detectarlo a partir de los datos de velocidad radial. Sin embargo, los tránsitos parecen limpios y hemos descartado la contaminación estelar. Los tránsitos adicionales ayudarán, pero estamos Estoy bastante seguro de la existencia del planeta en este momento."
Este estudio se produce cuando el número total de sistemas exoplanetarios es casi 4.200, el número de exoplanetas confirmados supera los 5.600 y más de 10.100 candidatos a exoplanetas esperan ser confirmados. Se ha descubierto que las arquitecturas de estos sistemas varían ampliamente de nuestro propio sistema solar, que está compuesto por planetas terrestres (rocosos) más cercanos al Sol y gigantes gaseosos que orbitan mucho más lejos.
Los ejemplos incluyen Júpiter calientes que orbitan peligrosamente cerca de su estrella madre, algunos en sólo unos pocos días, y otros sistemas que cuentan con siete exoplanetas del tamaño de la Tierra, algunos de los cuales orbitan dentro de la zona habitable. Por lo tanto, ¿qué puede enseñarnos esta arquitectura única del sistema solar sobre los sistemas exoplanetarios en general y qué otros sistemas exoplanetarios la reflejan?
El Dr. Kane le dice a Universe Today:"Este sistema es un gran ejemplo de ambientes extremos en los que pueden encontrarse los planetas. Ha habido varios casos de planetas terrestres que están cerca de su estrella y se calientan por la energía de la estrella, pero muy pocos Hay casos en los que la energía de las mareas está derritiendo el planeta desde dentro."
El posible descubrimiento de un exoplaneta orbitando en una "tormenta de marea perfecta" demuestra aún más la infinidad de características que exhiben los exoplanetas y los sistemas exoplanetarios, al tiempo que contrastan tanto con nuestro propio sistema solar como con lo que los astrónomos han aprendido sobre ellos hasta ahora. Si se confirma, TOI-6713.01 continuará moldeando nuestra comprensión sobre la formación y evolución de exoplanetas y sistemas exoplanetarios no solo en nuestra galaxia, la Vía Láctea, sino también en todo el cosmos.
"¡El universo es un lugar asombroso!" El Dr. Kane le dice a Universe Today. "Lo divertido de este proyecto en particular es que todo comenzó con 'Hmm... esto podría ser interesante' y luego se convirtió en algo mucho más fascinante de lo que podría haber imaginado. Eso lo demuestra, nunca pierdas la oportunidad de seguir tu curiosidad".
Más información: Stephen R. Kane et al, Una tormenta de marea perfecta:HD 104067 Arquitectura planetaria creando un mundo incandescente, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2403.17062
Información de la revista: Revista Astronómica , arXiv
Proporcionado por Universe Today
