Un Jove Exoplaneta Ofereix Pistes Sobre la Formació de Mons Exòtics.
- Jaume López de Lerma i Caldas
- 5 jul 2020
- 4 Min. de lectura
Durant la major part de la història humana, la nostra comprensió de com es formen i evolucionen els planetes es va basar en els vuit (o nou) planetes del nostre sistema solar. Però en els últims 25 anys, el descobriment de més de 4.000 exoplanetes, o planetes fora del nostre sistema solar, va canviar tot això.
Entre els més intrigants d'aquests mons distants es troba una classe d'exoplanetes anomenats Júpiteres Calentes. De mida semblant a Júpiter, aquests planetes dominats per gas orbiten extremadament prop de les seves estrelles progenitores, orbitándolas en tan sols 18 hores. No tenim res com això en el nostre propi sistema solar, on els planetes més propers a el Sol són rocosos i orbiten molt més lluny. Les preguntes sobre els Júpiteres Calentes són tan grans com els planetes mateixos: ¿es formen prop de les seves estrelles o més lluny abans de migrar cap a dins? I si aquests gegants migren, què revelaria això sobre la història dels planetes en el nostre propi sistema solar?
Per respondre aquestes preguntes, els científics necessitaran observar a molts d'aquests gegants calents en els primers moments de la seva formació. Ara, un nou estudi en el Astronomical Journal informa sobre la detecció de l'exoplaneta HIP 67.522 b, que sembla ser el Júpiter calent més jove que s'hagi trobat. Orbita al voltant d'una estrella ben estudiada que té uns 17 milions d'anys, el que significa que el Júpiter calent és probablement només uns pocs milions d'anys més jove, mentre que els Júpiteres Calentes més coneguts tenen més de mil milions d'anys. El planeta triga uns set dies a orbitar la seva estrella, que té una massa similar a la de el Sol. Situat a només uns 490 anys llum de la Terra, HIP 67.522 b té aproximadament 10 vegades el diàmetre de la Terra. Per la seva mida tot fa indicar que és un planeta dominat per gas.
HIP 67.522 b va ser identificat com un planeta candidat pel satèl·lit TESS de la NASA, que detecta planetes a través del mètode de trànsit: els científics busquen petites caigudes en la brillantor d'una estrella, el que indica que un planeta en òrbita ha passat entre l'observador i l'estrella. Però les estrelles joves tendeixen a tenir moltes taques fosques en les seves superfícies (taques estel·lars, també anomenades taques solars quan apareixen en el Sol) que poden semblar-se als planetes en trànsit. Llavors, els científics van usar dades de l'observatori infraroig recentment retirat de la NASA, el Telescopi Espacial Spitzer, per confirmar que el senyal de trànsit provenia d'un planeta i no d'un punt estel·lar. (Altres mètodes de detecció d'exoplanetes han donat indicis de la presència de Júpiteres Calentes encara més joves, però cap ha estat confirmat).
El descobriment ofereix l'esperança de trobar més joves Júpiteres Calentes i aprendre més sobre com es formen els planetes en tot l'univers, fins i tot aquí a casa.
"Podem aprendre molt sobre el nostre sistema solar i la seva història a l'estudiar els planetes i altres coses que orbiten al voltant de el Sol", va dir Aaron Rizzutto, un científic d'exoplanetes de la Universitat de Texas a Austin que va dirigir l'estudi. "Però mai sabrem com de únic o comú és el nostre sistema solar a menys que estiguem buscant exoplanetes. Els científics d'exoplanetes estan descobrint com el nostre sistema solar s'adapta a la imatge més àmplia de la formació de planetes en l'univers".
Hi ha tres hipòtesis principals sobre com els Júpiteres s'apropen tant a les seves estrelles progenitores. Una és que simplement es formen allà i es queden. Però és difícil imaginar planetes formant-se en un ambient tan intens. No només la calor abrasador vaporizaría la majoria dels materials, sinó que les estrelles joves sovint esclaten amb explosions massives i vents estel·lars, dispersant potencialment qualsevol planeta emergent.
Sembla més probable que els gegants gasosos es desenvolupin més lluny de la seva estrella mare, més enllà d'un límit anomenat línia de neu, on és prou fred com perquè es formi gel i altres materials sòlids. Els planetes similars a Júpiter estan compostos quasi completament de gas, però contenen nuclis sòlids. Seria més fàcil per a aquests nuclis formar-se més enllà de la línia de neu, on els materials congelats podrien adherir-se com una bola de neu en creixement.
Les altres dues hipòtesis suposen que aquest és el cas, i que els Júpiteres Calentes després s'acosten més a les seves estrelles. Però, ¿quina seria la causa i el moment de la migració?
Una idea planteja que els Júpiteres Calentes comencen el seu viatge d'hora en la història de sistema planetari, mentre que l'estrella encara està envoltada pel disc de gas i pols de què es van formar tant ell com el planeta. En aquest escenari, la gravetat de el disc que interactua amb la massa de la planeta podria interrompre l'òrbita de l'gegant gasós i fer que migre cap a dins.
Les altres dues hipòtesis suposen que aquest és el cas, i que els Júpiteres Calentes després s'acosten més a les seves estrelles. Però, ¿quina seria la causa i el moment de la migració?
Una idea planteja que els Júpiteres Calentes comencen el seu viatge d'hora en la història de sistema planetari, mentre que l'estrella encara està envoltada pel disc de gas i pols de què es van formar tant ell com el planeta. En aquest escenari, la gravetat de el disc que interactua amb la massa de la planeta podria interrompre l'òrbita de l'gegant gasós i fer que migre cap a dins.
La tercera hipòtesi sosté que els Júpiteres Calentes s'acosten a la seva estrella més tard, quan la gravetat d'altres planetes al voltant de l'estrella pot impulsar la migració. El fet que HIP 67.522 b ja estigui tan a prop de la seva estrella tan aviat després de la seva formació indica que aquesta tercera hipòtesi probablement no s'aplica en aquest cas. Però un jove i calent Júpiter no és suficient per resoldre el debat sobre com es formen.
"Als científics els agradaria saber si hi ha un mecanisme dominant que formi la majoria dels Júpiteres Calentes", va dir Yasuhiro Hasegawa, astrofísic especialitzat en formació de planetes en el Laboratori de Propulsió a Raig de la NASA que no va participar en l'estudi. "A la comunitat en aquest moment no hi ha un consens clar sobre quines hipòtesis de formació és més important per a reproduir la població que hem observat. El descobriment d'aquest jove i calent Júpiter és emocionant, però és només una pista de la resposta. Per resoldre el misteri, necessitarem més ".
Comments