En nuestro sistema solar, todo parece estar en orden: los planetas rocosos más pequeños, como Venus, la Tierra o Marte, orbitan relativamente cerca de nuestra estrella. Los grandes gigantes de gas y hielo, como Júpiter, Saturno o Neptuno, por otro lado, se mueven en amplias órbitas alrededor del sol.
En dos estudios publicados en la revista Astronomy & Astrophysics, investigadores de las Universidades de Berna y Ginebra y el Centro Nacional de Competencia en Investigación (NCCR) PlanetS muestran que nuestro sistema planetario es único en este sentido. Un artículo de Research Highlight publicado en Nature Astronomy por Luca Maltagliati en la misma revista analiza estos dos artículos.
Como guisantes en una vaina
“Hace más de una década, los astrónomos notaron, basándose en observaciones con el entonces innovador telescopio Kepler, que los planetas en otros sistemas generalmente se parecen a sus respectivos vecinos en tamaño y masa, como guisantes en una vaina”, dice el autor principal del estudio Lokesh Mishra, investigador. en la Universidad de Berna y Ginebra, así como el NCCR PlanetS. Pero durante mucho tiempo no estuvo claro si este hallazgo se debía a las limitaciones de los métodos de observación.
“No fue posible determinar si los planetas en cualquier sistema individual eran lo suficientemente similares como para caer en la clase de los sistemas de ‘guisantes en una vaina’, o si eran bastante diferentes, como en nuestro sistema solar”, dice Mishra.
Por lo tanto, el investigador desarrolló un marco para determinar las diferencias y similitudes entre planetas de los mismos sistemas. Y al hacerlo, descubrió que no hay dos, sino cuatro arquitecturas de sistemas de este tipo.
Cuatro clases de sistemas planetarios
“Llamamos a estas cuatro clases ‘similares’, ‘ordenados’, ‘anti-ordenados’ y ‘mixtos'”, dice Mishra. Los sistemas planetarios en los que las masas de los planetas vecinos son similares entre sí, tienen una arquitectura similar. Los sistemas planetarios ordenados son aquellos en los que la masa de los planetas tiende a aumentar con la distancia a la estrella, al igual que en nuestro sistema solar. Si, por el contrario, la masa de los planetas disminuye aproximadamente con la distancia a la estrella, los investigadores hablan de una arquitectura antiordenada del sistema. Y se producen arquitecturas mixtas, cuando las masas planetarias de un sistema varían mucho de un planeta a otro.
“Este marco también se puede aplicar a cualquier otra medida, como el radio, la densidad o las fracciones de agua”, dice el coautor del estudio, Yann Alibert, profesor de Ciencias Planetarias en la Universidad de Berna y NCCR PlanetS. “Ahora, por primera vez, tenemos una herramienta para estudiar los sistemas planetarios en su conjunto y compararlos con otros sistemas”.
Los hallazgos también plantean preguntas: ¿Qué arquitectura es la más común? ¿Qué factores controlan el surgimiento de un tipo de arquitectura? ¿Qué factores no juegan un papel? Algunos de estos, los investigadores pueden responder.
Un puente que abarca miles de millones de años.
“Nuestros resultados muestran que los sistemas planetarios ‘similares’ son el tipo de arquitectura más común. Alrededor de ocho de cada diez sistemas planetarios alrededor de estrellas visibles en el cielo nocturno tienen una arquitectura ‘similar'”, dice Mishra. “Esto también explica por qué se encontró evidencia de esta arquitectura en los primeros meses de la misión Kepler”. Lo que sorprendió al equipo fue que la arquitectura “ordenada”, la que también incluye el sistema solar, parece ser la clase más rara.
Según Mishra, hay indicios de que tanto la masa del disco de gas y polvo del que emergen los planetas, como la abundancia de elementos pesados en la estrella respectiva juegan un papel. “A partir de discos bastante pequeños y de baja masa y estrellas con pocos elementos pesados, emergen sistemas planetarios ‘similares’. Los discos grandes y masivos con muchos elementos pesados en la estrella dan lugar a sistemas más ordenados y anti-ordenados. Los sistemas mixtos emergen de medios discos de tamaño “. Las interacciones dinámicas entre planetas, como colisiones o eyecciones, influyen en la arquitectura final”, explica Mishra.
“Un aspecto notable de estos resultados es que vincula las condiciones iniciales de la formación planetaria y estelar con una propiedad medible: la arquitectura del sistema. Miles de millones de años de evolución se encuentran entre ellos. Por primera vez, hemos logrado unir este enorme brecha temporal y hacer predicciones comprobables. Será emocionante ver si se mantienen”, concluye Alibert.
Con información de Astronomy and Astrophysics
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