La galaxia está llena de sistemas planetarios muy diferentes a los nuestros. 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 desistemas llenos de planetas muy grandes, llamados súper-Tierras, en órbitas muy pequeñas que giran alrededor de su estrella anfitriona varias veces cada 10 días.
Ahora, los investigadores pueden comprender mejor cómo se formaron esos planetas.
Un equipo de astrónomos liderados por Penn State descubrió que a medida que los planetas se forman a partir de la rotación caótica de fuerzas gravitacionales, hidrodinámicas o de arrastre y magnéticas y colisiones dentro del disco protoplanetario polvoriento y gaseoso que rodea a una estrella como planetarioel sistema comienza a formarse, las órbitas de estos planetas finalmente se sincronizan, lo que hace que se deslicen, siguiendo el estilo líder, hacia la estrella. Las simulaciones por computadora del equipo dan como resultado sistemas planetarios con propiedades que coinciden con las de los planetarios reales.sistemas observados por el telescopio espacial Kepler de sistemas solares. Tanto las simulaciones como las observaciones muestran grandes y rocosas súper-Tierras 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 parece que noser 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 rodeadas por un disco que es principalmente gas con algo de polvo, y ese polvo crece en los planetas, como la Tierra y estas súper-Tierras", dijo Carrera. "Pero el rompecabezas particularpara 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, con el tiempo, las fuerzas gravitacionales de los planetas y los discos bloquean los planetas en órbitas sincronizadas - resonancia - entre sí. Los planetas luego comienzan a migrar al unísono, y algunos se acercan alborde del disco. La combinación del disco de gas que afecta a los planetas exteriores y las interacciones gravitacionales entre los planetas externo e interno puede continuar empujando los planetas internos más cerca de la estrella, incluso en el interior del borde del disco.
"Con los primeros descubrimientos de exoplanetas del tamaño de Júpiter que orbitan cerca de su estrella anfitriona, los astrónomos se inspiraron para desarrollar múltiples modelos de cómo podrían formarse esos planetas, incluidas las interacciones caóticas en múltiples sistemas planetarios, los efectos de las mareas y la 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 co-contratación del profesorado del Instituto de Ciencia Cibernética ICS." Sin embargo, estos modelos no predecían los descubrimientos más recientes de la súper-Tierra-planetas de tamaño que orbitan tan cerca de su estrella anfitriona. Algunos astrónomos sugirieron que tales planetas deben haberse formado muy cerca de sus ubicaciones actuales. Nuestro trabajo es importante porque demuestra cómo los planetas de tamaño súper terrestre de corto período podrían haberse formado y migrado a suubicaciones 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 eso no significa que sea la única forma en que el universo eligió hacerlos", dijo Carrera. "Alguien podría venircon una idea diferente de una forma de acercar los planetas a una estrella. Y, entonces, el siguiente paso es probar la idea, revisarla, hacer predicciones que puedan probar contra observaciones ".
La investigación futura también puede explorar por qué nuestro sistema solar superterrestre es diferente de la mayoría de los otros sistemas solares, agregó Carrera.
"Las súper-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 similares a la solar tienen algunos planetas cercanos a la estrella anfitriona que la Tierra al Sol. Sin embargo, señalan que planetas adicionales podrían pasar desapercibidos, especialmentepequeños planetas lejos de su estrella.
Andre Izidoro, investigador, Universidad Estatal de Sao Paulo - UNESP, trabajó con Carrera y Ford en el estudio, que comenzó gracias a colaboraciones formadas como parte del Nexus de la NASA para la Ciencia de Sistemas de Exoplanetas.
Los cálculos para esta investigación se realizaron en el Instituto para la Infraestructura Cibernética Avanzada de CiberScience de Penn State ICS-ACI y el grupo de computadoras CyberLAMP. La Fundación Nacional de Ciencias, la NASA y el Centro de Exoplanetas y Mundos Habitables de Penn State apoyaron este trabajo.
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Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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