Una de las mejores formas de aprender cómo evolucionó nuestro sistema solar es mirar a los sistemas estelares más jóvenes en las primeras etapas de desarrollo. Ahora, un equipo de astrónomos ha descubierto un planeta similar a Júpiter dentro de un sistema joven que podría servir como unanillo decodificador para comprender cómo se formaron los planetas alrededor de nuestro sol.
El nuevo planeta, llamado 51 Eridani b, es el primer exoplaneta descubierto por Gemini Planet Imager, un nuevo instrumento operado por una colaboración internacional dirigida por Bruce Macintosh, profesor de física en la Universidad de Stanford y miembro del Instituto Kavli paraAstrofísica y cosmología de partículas. Es un millón de veces más débil que su estrella madre y muestra la firma de metano más fuerte jamás detectada en un planeta alienígena, lo que debería dar pistas adicionales sobre cómo se formó el planeta.
Los resultados se publican en la edición actual de ciencia .
Una línea de visión clara
El Gemini Planet Imager GPI fue diseñado específicamente para descubrir y analizar planetas débiles y jóvenes que orbitan estrellas brillantes. Mientras que el observatorio espacial Kepler de la NASA ha descubierto miles de planetas, lo hace indirectamente al detectar una pérdida de luz estelar a medida que un planeta pasafrente a su estrella. GPI en su lugar busca la luz del planeta mismo.
"Para detectar planetas, Kepler ve su sombra", dijo Macintosh. "El Gemini Planet Imager ve su brillo, a lo que nos referimos como imágenes directas".
Los astrónomos usan una óptica adaptativa para enfocar la imagen de una estrella, y luego bloquean la luz de la estrella. Luego se analiza cualquier luz entrante restante, con los puntos más brillantes que indican un posible planeta.
El año pasado, el GPI se instaló en el Telescopio Gemini Sur de 8 metros en Chile, y el equipo se propuso buscar planetas en órbita alrededor de estrellas jóvenes, identificando casi 100 hasta ahora.
"Este es exactamente el tipo de sistema que imaginamos descubrir cuando diseñamos GPI", dijo James Graham, profesor de la Universidad de California, Berkeley, y científico de proyectos para GPI.
"51 Eri es una de las mejores estrellas para obtener imágenes de planetas jóvenes", dijo el coautor Eric Nielsen, investigador postdoctoral en Stanford y el Instituto SETI. "Es una de las estrellas más jóvenes tan cerca del Sol. 51 Erinació hace 20 millones de años, 40 millones de años después de que los dinosaurios se extinguieron "
En lo que respecta al reloj cósmico, 20 millones de años son jóvenes, y eso es exactamente lo que hizo posible la detección directa del planeta. Cuando los planetas se unen, el material que cae en el planeta libera energía y la calienta. Durante el próximocien millones de años, el planeta irradia esa energía, principalmente como luz infrarroja.
Una vez que los astrónomos se centraron en la estrella, bloquearon su luz y detectaron la luz reflejada en 51 Eridani b, orbitando un poco más lejos de su estrella madre que Saturno del Sol. La luz del planeta es muy tenue -más de 3 millones de veces más débil que su estrella, pero GPI puede verlo claramente. Las observaciones revelaron que es aproximadamente el doble de la masa de Júpiter, la mitad o menos de la masa de los planetas jóvenes descubiertos hasta la fecha.
Además de ser el planeta con la masa más baja jamás fotografiado, también es uno de los más fríos, 800 grados Fahrenheit, mientras que otros tienen alrededor de 1,200 F, y presenta la señal atmosférica de metano más fuerte registrada. Los exoplanetas anteriores similares a Júpiter tienense muestran solo trazas débiles de metano, muy diferentes de las atmósferas pesadas de metano de los gigantes gaseosos en nuestro sistema solar.
Todas estas características, dicen los investigadores, apuntan a un planeta que es muy parecido a lo que los modelos sugieren que era Júpiter en su infancia.
"Muchos de los astrónomos de exoplanetas han fotografiado antes tienen atmósferas que parecen estrellas muy frías", dijo Macintosh, quien dirigió la construcción de GPI y ahora lidera la encuesta de búsqueda de planetas. "Este parece un planeta".
Por supuesto, no es exactamente como Júpiter: su temperatura de 800 F todavía es lo suficientemente alta como para derretir el plomo, pero hay signos de que evolucionará a una forma familiar.
"En las atmósferas de los planetas gigantes fríos de nuestro sistema solar, el carbono se encuentra como metano, a diferencia de la mayoría de los exoplanetas, donde el carbono se ha encontrado principalmente en forma de monóxido de carbono", dijo Mark Marley, astrofísico de la NASA Ames ResearchCentro. "Dado que la atmósfera de 51 Eri b también es rica en metano, significa que este planeta está en camino de convertirse en primo de nuestro propio Júpiter familiar".
¿La clave del sistema solar?
Además de expandir el universo de planetas conocidos, GPI proporcionará pistas clave sobre cómo se forman los sistemas solares. Los astrónomos creen que los gigantes gaseosos en nuestro sistema solar se formaron al construir un gran núcleo durante unos pocos millones de años y luego entraruna gran cantidad de hidrógeno y otros gases para formar una atmósfera.
Pero los exoplanetas similares a Júpiter que se han descubierto hasta ahora son mucho más calientes de lo que los modelos han predicho, insinuando que podrían haberse formado mucho más rápido a medida que el material se colapsa rápidamente para crear un planeta muy caliente. Esta es una diferencia importante.el proceso de acumulación también puede formar planetas rocosos como la Tierra; un colapso rápido y caluroso solo puede hacer planetas gigantes gaseosos.51 Eridani b es lo suficientemente joven como para "recordar" su formación.
"51 Eri b es el primero que está lo suficientemente frío y lo suficientemente cerca de la estrella que podría haberse formado exactamente donde está 'a la antigua'", dijo Macintosh. "Este planeta realmente podría haber formado lo mismocomo lo hizo Júpiter: todo el sistema solar podría ser muy parecido al nuestro "
Hay cientos de planetas un poco más grandes que la Tierra, dijo Macintosh, pero hasta ahora no hay forma de saber si la mayoría de ellos son realmente "súper-Tierras" o simplemente planetas de gas y hielo de tamaño micro como Neptuno,o algo completamente diferente: usar GPI para estudiar sistemas solares más jóvenes como 51 Eridani, dijo, ayudará a los astrónomos a comprender la formación de nuestros planetas vecinos y cuán común es ese mecanismo de formación de planetas en todo el universo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Stanford . Original escrito por Bjorn Carey. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :