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sábado, diciembre 10, 2022
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Nuevas pistas sobre cómo se forman los Júpiter calientes

Desde que se descubrió el primer Júpiter caliente en 1995, los astrónomos han estado tratando de averiguar cómo se formaron los exoplanetas abrasadores y cómo llegaron a sus órbitas extremas. Los astrónomos de la Universidad Johns Hopkins han encontrado una manera de determinar la edad relativa de los Júpiteres calientes utilizando nuevas mediciones de la nave espacial Gaia, que está rastreando más de mil millones de estrellas.

El autor principal Jacob Hamer, Ph.D. estudiante de Física y Astronomía, presentará los hallazgos esta semana con disponibilidad de prensa a la 1:15 p.m. 13 de junio en la conferencia de la Sociedad Astronómica Estadounidense, que se transmitirá en vivo. El trabajo se publicará en Astronomical Journal.

Una flecha en la parte inferior de la imagen indica la edad del sistema que aumenta hacia la derecha de la imagen de 1 a 10 millones de años, a 10 a 100 millones de años, a más de 100 millones de años. En el centro de la imagen, a la izquierda (1-10 Millones de años) hay una estrella rodeada por un disco de gas y polvo. Se está formando un planeta en él y migrando más cerca de la estrella. A los 10-100 millones de años, el disco se ha ido y el Júpiter caliente ya ha llegado y está en una órbita alineada. En la parte superior de la figura, hay un planeta formándose en el disco entre 1 y 10 millones de años, pero se forma más lejos que en el panel inferior. Hay una flecha que abarca toda la sección de 10 a 100 millones de años. Con más de 100 millones de años, el planeta se encuentra en una órbita excéntrica y desalineada. Un poco de tiempo después, la órbita del planeta es circular y desalineada. Crédito: Jacob Hamer

Llamados Júpiter calientes porque el primero descubierto tenía aproximadamente el mismo tamaño y forma que el Júpiter de nuestro sistema solar, estos planetas están unas 20 veces más cerca de sus estrellas que la Tierra del sol, lo que hace que estos planetas alcancen temperaturas de miles de grados centígrados.

Las teorías existentes sobre la formación de planetas no podían explicar estos planetas, por lo que los científicos propusieron varias ideas sobre cómo podrían formarse los Júpiter calientes. Inicialmente, los científicos propusieron que los Júpiter calientes podrían formarse más lejos, como Júpiter, y luego migrar a sus ubicaciones actuales debido a las interacciones con el disco de gas y polvo de su estrella anfitriona. O podría ser que se formen más lejos y luego migren mucho más tarde, después de que el disco se haya ido, a través de un proceso más violento y extremo llamado migración de alta excentricidad.

«La pregunta de cómo se forman estos exoplanetas y llegan a sus órbitas actuales es, literalmente, la pregunta más antigua en nuestro subcampo y es algo que miles de astrónomos han estado luchando por responder durante más de 25 años», dijo el coautor Kevin Schlaufman, un profesor asistente que trabaja en la intersección de la astronomía galáctica y los exoplanetas.

Algunos Júpiter calientes tienen órbitas que están bien alineadas con la rotación de su estrella, como los planetas de nuestro sistema solar. Otros tienen órbitas desalineadas con respecto a los ecuadores de sus estrellas. Los científicos no pudieron probar si las diferentes configuraciones eran producto de diferentes procesos de formación o de un solo proceso de formación seguido de interacciones de mareas entre los planetas y las estrellas. «Sin este método realmente preciso para medir edades, siempre faltaba información», dijo Hamer.

Hamer es uno de los primeros astrónomos en utilizar los nuevos datos del satélite Gaia para estudiar las edades de los sistemas de exoplanetas para descubrir cómo se forman y evolucionan. Poder determinar las velocidades, la velocidad direccional, de las estrellas fue clave para determinar su edad. Cuando nacen las estrellas, se mueven de manera similar entre sí dentro de la Galaxia. A medida que esas estrellas envejecen, sus velocidades se vuelven cada vez más diferentes, dijo Hamer. Con este nuevo método, Hamer demostró que hay múltiples formas en que se forman los Júpiter calientes.

«Un [proceso de formación] ocurre rápidamente y produce sistemas alineados, y [el otro] ocurre en escalas de tiempo más largas y produce sistemas desalineados», dijo Hamer. «Mis resultados también sugieren que en algunos sistemas con estrellas anfitrionas menos masivas, las interacciones de las mareas permiten que los Júpiter calientes realineen el eje de rotación de su estrella anfitriona para alinearlo con su órbita».

Los nuevos datos de los telescopios terrestres y espaciales están ayudando a los científicos a aprender más sobre los exoplanetas. En abril, equipos de astrónomos, incluidos algunos de Johns Hopkins, informaron sobre los hallazgos sobre las atmósferas de Júpiter ultracalientes gracias a las observaciones del telescopio espacial Hubble.

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Homer Dávila. Máster en geología. Miembro de la International Meteor Organization. Astronomía, radioastronomía, cosmología y ciencia planetaria.
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