Un sorprendente análisis de la composición de los exoplanetas gigantes de gas y sus estrellas anfitrionas muestra que no existe una fuerte correlación entre sus composiciones cuando se trata de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio, según un nuevo trabajo dirigido por Johanna Teske de Carnegie y publicadoen el Revista Astronómica . Este hallazgo tiene implicaciones importantes para nuestra comprensión del proceso de formación planetaria.
En su juventud, las estrellas están rodeadas por un disco giratorio de gas y polvo del que nacen los planetas. Los astrónomos se han preguntado durante cuánto tiempo la composición de una estrella determina la materia prima a partir de la cual se construyen los planetas, una pregunta que es más fácil de investigarahora que sabemos que la galaxia está repleta de exoplanetas.
"Comprender la relación entre la composición química de una estrella y sus planetas podría ayudar a arrojar luz sobre el proceso de formación planetaria", explicó Teske.
Por ejemplo, investigaciones anteriores indicaron que la aparición de planetas gigantes gaseosos aumenta alrededor de las estrellas con una mayor concentración de elementos pesados, aquellos elementos que no sean hidrógeno y helio. Se cree que esto proporciona evidencia de una de las principales teorías de la competencia sobre cómo los planetasforma, que propone que los planetas gigantes gaseosos se construyan a partir de la lenta acumulación de material del disco hasta que se forme un núcleo aproximadamente 10 veces la masa de la Tierra. En este punto, el sólido interior planetario del bebé puede rodearse de helio y gas de hidrógeno, generando unplaneta gigante maduro.
"El trabajo anterior analizó la relación entre la presencia de planetas y la cantidad de hierro que existe en la estrella anfitriona, pero queríamos expandir eso para incluir el contenido de elementos pesados de los planetas en sí mismos, y ver más que solo hierro,"explicó el coautor Daniel Thorngren, quien completó gran parte del trabajo como estudiante graduado en UC Santa Cruz y ahora está en la Universidad de Montreal.
Teske, Thorngren y sus colegas - Jonathan Fortney de UC Santa Cruz, Natalie Hinkel del Southwest Research Institute y John Brewer de la Universidad Estatal de San Francisco - compararon el contenido de elementos pesados de 24 planetas gigantes gaseosos con elAbundancia de "elementos formadores de planetas" carbono, oxígeno, magnesio, silicio, hierro y níquel en sus 19 estrellas anfitrionas algunas estrellas albergan múltiples planetas.
Se sorprendieron al descubrir que no había correlación entre la cantidad de elementos pesados en estos planetas gigantes y la cantidad de estos elementos formadores de planetas en sus estrellas anfitrionas Entonces, ¿cómo pueden los astrónomos explicar la tendencia establecida de que las estrellas ricas en elementos pesados son¿Es más probable que albergue planetas gigantes gaseosos?
"Desentrañar esta discrepancia podría revelar nuevos detalles sobre el proceso de formación del planeta", explicó Fortney. "Por ejemplo, ¿qué otros factores están contribuyendo a la composición de un planeta bebé a medida que se forma? Quizás su ubicación en el disco y qué tan lejos está decualquier vecino. Se necesita más trabajo para responder a estas preguntas cruciales ".
Una pista puede provenir de los resultados combinados de los autores que agrupan los elementos pesados en agrupaciones que reflejan sus características. Los autores vieron una correlación tentativa entre los elementos pesados de un planeta y la abundancia relativa de carbono y oxígeno de su estrella anfitriona, que se denominan elementos volátiles, frente al resto de los elementos incluidos en este estudio, que pertenecen al grupo llamado elementos refractarios. Estos términos se refieren a los puntos de ebullición bajos de los elementos - volatilidad - o sus puntos de fusión altos - en el caso de los elementos refractariosLos elementos volátiles pueden representar una composición planetaria rica en hielo, mientras que los elementos refractarios pueden indicar una composición rocosa.
Teske dijo: "Estoy emocionado de explorar más este resultado tentativo, y espero agregar más información a nuestra comprensión de las relaciones entre las estrellas y las composiciones planetarias de las próximas misiones como el telescopio espacial James Webb de la NASA, que podrá medir elementosen atmósferas exoplanetas "
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Materiales proporcionado por Institución Carnegie para la Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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