Los planetas que orbitan alrededor de estrellas binarias de "período corto", o estrellas encerradas en un estrecho abrazo orbital, pueden ser expulsados al espacio como consecuencia de la evolución de sus estrellas anfitrionas, según una nueva investigación de la Universidad de Washington.
Los hallazgos ayudan a explicar por qué los astrónomos han detectado pocos planetas circumbinarios, que orbitan estrellas que a su vez se orbitan entre sí, a pesar de observar miles de estrellas binarias a corto plazo, u otras con períodos orbitales de 10 días o menos.
También significa que tales sistemas estelares binarios son un lugar pobre para apuntar los telescopios terrestres y espaciales que vienen para buscar planetas habitables y vida más allá de la Tierra.
Hay varios tipos diferentes de estrellas binarias, como los binarios visuales y espectroscópicos, nombrados por las formas en que los astrónomos pueden observarlos. En un documento aceptado para publicación en Revista astrofísica , el autor principal David Fleming, un estudiante de doctorado en astronomía de la Universidad de Washington, estudia binarios eclipsantes, o aquellos en los que el plano orbital está tan cerca de la línea de visión, se ve que ambas estrellas se cruzan una frente a la otra. Fleming presentará el artículo enConferencia de la División de Astronomía Dinámica del 15 al 19 de abril.
Cuando los binarios eclipsantes se orbitan entre sí de cerca, dentro de unos 10 días o menos, Fleming y sus coautores se preguntaron si las mareas, las fuerzas gravitacionales que ejercen sobre el otro, ¿tienen "consecuencias dinámicas" para el sistema estelar?
"Eso es realmente lo que encontramos" usando simulaciones por computadora, dijo Fleming. "Las fuerzas de marea transportan el momento angular desde las rotaciones estelares a las órbitas. Disminuyen las rotaciones estelares, ampliando el período orbital".
Esta transferencia de momento angular hace que las órbitas no solo se agranden sino que también se circularicen, pasando de ser excéntricas o en forma de fútbol a círculos perfectos. Y a lo largo de escalas de tiempo muy largas, los giros de las dos estrellas también se sincronizan,como la luna está con la Tierra, con cada uno mostrando para siempre la misma cara que el otro.
La órbita estelar en expansión "envuelve planetas que originalmente eran seguros, y luego ya no lo son, y son expulsados del sistema", dijo Rory Barnes, profesor asistente de astronomía de la Universidad de Washington y coautor del artículo.Y la expulsión de un planeta de esta manera puede perturbar las órbitas de otros mundos en órbita en una especie de efecto en cascada, y en última instancia, expulsarlos también del sistema.
Hacer que las cosas sean aún más difíciles para los planetas circumbinarios es lo que los astrónomos llaman una "región de inestabilidad" creada por los tirones gravitacionales competitivos de las dos estrellas. "Hay una región que simplemente no puedes cruzar, si entras allí,te expulsan del sistema ", dijo Fleming." Hemos confirmado esto en simulaciones, y muchos otros también han estudiado la región ".
Esto se llama el "límite de estabilidad dinámica". Se mueve hacia afuera a medida que aumenta la órbita estelar, envolviendo planetas y haciendo que sus órbitas sean inestables, y finalmente las arroja del sistema.
Fleming dijo que otra característica intrigante de tales sistemas binarios, detectada por otros a lo largo de los años, es que los planetas tienden a orbitar justo fuera de este límite de estabilidad, a "amontonarse" allí. No se conoce completamente cómo llegan los planetas a la región;pueden formarse allí, o pueden migrar hacia adentro desde más lejos en el sistema.
Aplicando su modelo a los sistemas estelares binarios de período corto conocidos, Fleming y sus coautores descubrieron que esta evolución estelar-mareal de las estrellas binarias elimina al menos un planeta en el 87 por ciento de los sistemas circumbinarios multiplanetas, y muchas veces más.probablemente una estimación conservadora; Barnes dijo que el número puede llegar al 99 por ciento.
Los investigadores han denominado el proceso de Expulsión de la evolución de las mareas estelares de los planetas, o STEEP. Las detecciones futuras - "o no detecciones" - de circuito alrededor de estrellas binarias de período corto, escriben los autores, "proporcionarán lo mejor"prueba de observación indirecta del proceso STEEP.
El sistema estelar binario de período más corto alrededor del cual se descubrió un planeta circumbinario fue Kepler 47, con un período de aproximadamente 7,45 días. Los coautores sugieren que los estudios futuros que buscan encontrar y estudiar planetas posiblemente habitables alrededor de binario a corto plazolas estrellas deberían centrarse en aquellas con períodos orbitales más largos que aproximadamente 7,5 días.
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Materiales proporcionado por Universidad de Washington . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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