Tomar una fotografía de un exoplaneta, un planeta en un sistema solar más allá de nuestro sol, no es una tarea fácil. La luz de la estrella madre de un planeta eclipsa por mucho la luz del planeta mismo, lo que hace que el planeta sea difícil de ver.
Si bien tomar una fotografía de un pequeño planeta rocoso como la Tierra aún no es factible, los investigadores han avanzado al tomar imágenes de unos 20 cuerpos gigantes como planetas.
Estos objetos, conocidos como compañeros de masa planetaria, son más masivos que Júpiter, orbitan lejos del resplandor de sus estrellas y son lo suficientemente jóvenes como para aún brillar con el calor de su formación, todos los rasgos que los hacen más fáciles de fotografiar.
Pero queda una gran pregunta: ¿Son estos compañeros de masa planetaria en realidad planetas, o en cambio son pequeñas estrellas "fallidas" llamadas enanas marrones?
Las enanas marrones se forman como las estrellas, a partir de nubes de gas que se derrumban, pero carecen de la masa para encenderse y brillar con la luz de las estrellas. Se pueden encontrar flotando solas en el espacio, o se pueden encontrar orbitando con otrosenanas marrones o estrellas. Las enanas marrones más pequeñas tienen un tamaño similar al de Júpiter y se verían como un planeta cuando orbitan una estrella.
Utilizando el Observatorio WM Keck en Maunakea, Hawai, los investigadores de Caltech han adoptado un nuevo enfoque del misterio: han medido las velocidades de giro de tres de los compañeros de masa planetaria fotografiados y los han comparado con las velocidades de giro para pequeñas enanas marrones.Los resultados ofrecen un nuevo conjunto de pistas que sugieren cómo se formaron los compañeros.
"Estos compañeros con sus altas masas y amplias separaciones podrían haberse formado como planetas o enanas marrones", dice la estudiante graduada Marta Bryan MS '14, autora principal de un nuevo estudio que describe los hallazgos en la revista Astronomía de la naturaleza . "En este estudio, queríamos arrojar luz sobre sus orígenes".
"Estas nuevas medidas de giro sugieren que si estos cuerpos son planetas masivos ubicados lejos de sus estrellas, tienen propiedades muy similares a las de las enanas marrones más pequeñas", dice Heather Knutson, profesora de ciencias planetarias en Caltech y uncoautor del artículo.
Los astrónomos midieron la velocidad de rotación, o la duración de un día, de tres compañeros de masa planetaria conocidos como ROX 42B b, GSC 6214-210 by VHS 1256-1257 b. Utilizaron un instrumento en el Observatorio Keck llamadoEspectrógrafo de infrarrojo cercano NIRSpec para diseccionar la luz proveniente de los compañeros.
A medida que los objetos giran sobre sus ejes, la luz del lado que gira hacia nosotros cambia a longitudes de onda más cortas y azules, mientras que la luz del lado que retrocede cambia a longitudes de onda más largas y rojas. El grado de este cambio indica la velocidad de una rotacióncuerpo.
Los resultados mostraron que las velocidades de giro de los tres compañeros oscilaban entre seis y 14 kilómetros por segundo, similar a las velocidades de rotación de los planetas gigantes gaseosos de nuestro sistema solar, Saturno y Júpiter.
Para el estudio, los investigadores también incluyeron a los dos compañeros de masa planetaria para los que ya se habían medido las velocidades de rotación. Uno,? Pictoris b, tiene una velocidad de rotación de 25 kilómetros por segundo, la velocidad de rotación más rápida de cualquier planeta?masa corporal medida hasta ahora.
Los investigadores compararon las tasas de rotación de los cinco compañeros con las medidas previamente para las enanas marrones pequeñas que flotan libremente. Los rangos de las tasas de rotación para las dos poblaciones eran indistinguibles. En otras palabras, los compañeros giran alrededor de sus propios ejes a aproximadamentelas mismas velocidades que sus contrapartes enanas marrones que flotan libremente.
Los resultados sugieren dos posibilidades. Una es que los compañeros de masa planetaria en realidad son enanas marrones. La segunda posibilidad es que los compañeros observados en este estudio son planetas que se formaron, al igual que los planetas, a partir de discos de material que giran alrededorsus estrellas, pero por razones aún no entendidas, los objetos terminaron con velocidades de giro similares a las de las enanas marrones.
Algunos investigadores piensan que tanto los planetas recién formados como las enanas marrones están rodeados por discos de gas en miniatura que podrían estar ayudando a reducir su velocidad de giro. En otras palabras, procesos físicos similares pueden dejar planetas y enanas marrones con velocidades de giro similares.
"Es una cuestión de naturaleza versus crianza", dice Knutson. "¿Los compañeros planetarios nacieron como enanas marrones o acaban comportándose como ellos con giros similares?"
El equipo también dice que los compañeros están girando más lentamente de lo esperado. Los planetas en crecimiento tienden a girar por el material que extraen de un disco de gas circundante, de la misma manera que los patinadores de hielo giratorios aumentan su velocidad o momento angular, cuando tiran de sus brazos hacia adentro. Las tasas de rotación relativamente lentas observadas para estos objetos indican que pudieron frenar efectivamente este proceso de giro, quizás transfiriendo parte de este impulso angular a discos de gas circundantes.están planeando futuros estudios de tasas de rotación para investigar más el asunto.
"Las tasas de giro de los cuerpos de masa planetaria fuera de nuestro sistema solar no se han explorado completamente", dice Bryan. "Recién estamos comenzando a usar esto como una herramienta para comprender las historias de formación de objetos de masa planetaria".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Observatorio WM Keck . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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