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Embriones planetarios en discos circunestelares jóvenes.

Los embriones no suelen tener parecido con su aspecto final, pero guardan todo el potencial de lo que serán.
En el caso de los planetas, primero debe darse los protoplanetas y antes los embriones planetarios; todo dentro de un sistema donde suele haber una protoestrella; todo dentro de una nube de materia.
Esos protoplanetas podrán terminar como rocosos capaces de albergar vida, súper-Tierras o gigantes gaseosos. Por su lado, la estrella podrá o no ser de tipo Solar. Todo comienza con la acreción de materia, el colapso por autogravitación. En ese proceso, empieza a elevarse la temperatura y los embriones se hacen detectables en bajas frecuencias. En el caso de la formación planetaria, todo se origina a partir de granos de polvo. De algo que es casi nada a todo un planeta.

En el centro de un disco de materia de apenas 100 mil años, está TMC1A, una protoestrella de tipo Solar. A una distancia de ella menor a 15 veces la distancia Tierra – Sol, hay evidencias de embriones planetarios; emisión térmica de polvo.

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Registro de diferentes emisión térmica de granos milimétricos. Imagen publicada en el trabajo de Daniel Harsono et al.

Se trata de granos milimétricos en cantidad y características que pueden dar origen a exoplanetas gigantes gaseosos.
Esto viene a confirmar que la formación planetaria en discos jóvenes, puede darse en épocas tempranas.

Fuente:

  • arXiv:1806.09649v1 [astro-ph.SR] 25 Jun 2018, Evidence for the start of planet formation in a young circumstellar disk, Daniel Harsono et al.
    https://arxiv.org/pdf/1806.09649.pdf

pdp.

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K2-229b, un súper Mercurio (¿tendrá luna?).

El estudio de los sistemas exoplanetarios, sirve para comprender mejor la formación de los planetas, incluso los del Sistema Solar.
Los planetas tienen composiciones cuyas generalidades están relacionadas con la composición de su estrella hospedante, después de todo, el sistema entero se formó de la misma nube de materia.
En nuestro caso; Venus, la Tierra y Marte, son metálicos en un 30% y el 70% restante está dado por silicatos.
Mercurio, en cambio, es más metálico (en un 70%) que con silicatos (30%). Esto tiene varias explicaciones: un gran impacto que le voló la corteza y manto de silicatos, evaporación del manto o se formó en una región donde había pocos silicatos. Todo aún se discute.

La estrella K2-229, es una enana de tipo K0 que tiene varios exoplanetas rocosos.
Entre ellos, se destaca el más cercano a ella, K2-229b. Tiene un radio de poco más que el Terrestre (1,16 Rt) y una masa de más de dos veces y media la Nuestra (2,59 Mt).

Recreación artística del K2-229b (Nature Astronomy).

Recreación de K2-229b en Nature Astronomy

Con estas características, su densidad y análisis espectral de la estrella, sugieren que este objeto de tipo Terrestre tiene una composición de rica en matales y pobre en silicatos, más parecida a la de un gran Mercurio. La distancia a su estrella es mucho menor que la que separa a Mercurio del Sol.
Luego, a este exoplaneta se lo puede explicar de maneras análogas que a Mercurio.
Pudo haber perdido su manto de silicatos de varias maneras: por evaporación o interacciones magnéticas con su cercana estrella, composición por alguna razón atípica para la estrella que órbita, o por un gran impaco que le voló gran parte de la corteza y manto de silicatos. En este último caso, y como sucedió con Nosotros, es posible que con las esquirlas se halla formado una (o varias) lunas; las que en estos escenarios de formación, suelen ser grandes (como la Luna en relación con la Tierra).
Luego, K2-229b es un buen candidato a buscarle exolunas.

Fuente:

pdp.

La zona de habitabilidad: necesaria pero no sufuciente.

Cuando pensamos en un exoplaneta, nos preguntamos si alberga vida.
En ese caso, es inevitable comparalo con el Nuestro. Si bien en cualquier planeta podría darse la vida adaptada a las condiciones allí imperantes, pensamos si existe vida como la conocemos en Casa. Nos fijamos si el exoplaneta se encuentra en lo que llamamos “zona de habitabilidad”, que es la región del sistema donde puede existir agua líquida en su superficie (https://es.wikipedia.org/wiki/Zona_de_habitabilidad). Pero eso no garantiza la vida tal como la conocemos.

La Tierra está en zona de habitabilidad y supo ser un planeta helado y hostil para nosotros.

An artist’s impression of Earth as a frigid "‘snowball" planet. New research from the University of Washington indicates that aspects of a planet's axial tilt or orbit could trigger such a snowball state, where oceans freeze and surface life is impossible.

Ulustración de la Tierra helada – crédito: NASA.

La órbita de un planeta influye en su clima. Un ejemplo lo tenemos en Casa con los Ciclos de Milankovitch (pdp, 03/feb./2014, Los Ciclos de Milankovitch…, https://paolera.wordpress.com/2014/02/03/los-ciclos-de-milankovitch-y-el-calentamiento-terrestre/). Periódicamente, cada miles de años, la Tierra sufre la conjunción de muchos factores que estiran su órbita. Al alejarse más del Sol, va disminuyendo su velocidad en una órbita más alargada. Así, recibe menos energía durante mucho tiempo por lo que se congela. Al acercarse al Sol, la excentricidad, ahora más alta, hace que pase más rápido por lo que no tiene tiempo a descongelarse, además de que la mayor cantidad de hielos reflejan mucha luz al exterior.
La Luna ayuda a moderar al clima.
Sin Ella, nuestro Planeta tendría grandes balanceos en su inclinación, que es de unos 23º,5, lo que produciría grandes cambios climáticos en períodos cortos. En el Hemisferio “que mira” al Sol, la radiación en muy perpendicular y se aprovecha más la energía recibida, elevando mucho la temperatura. En el otro Hemisferio, las temperaturas serían muy bajas y esos cambios se alternarían en cortos períodos de tiempo. Sin la Luna, o si Ella tuviera otra masa u órbita, la situación sería muy diferente. Luego la vida en la Tierra se debió a la suma de muchos factores, casi fortuitos, que no siempre pueden darse.

Según los estudios realizados en simuladores de modelos climáticos, un planeta como el Nuestro en zona de habitabilidad alrededor de una estrella de tipo Solar, congelaría su superficie en cuanto su inclinación supere los 35º, apenas algo más (12º o 13º) de los 23º que tenemos nosotros.
Luego, no sabemos si esos exoplanetas rocosos en zona de habitabilidad, incluso con agua, tienen una luna que regule su balanceo y si su órbita no tiene variaciones que lo sumerjan en una larga era de hielo.
Por supuesto, puede darse vida en condiciones extremas y no como la conocemos en Casa.

Referencia:

Fuente:

pdp.

WASP 104b, el primer exoplaneta extremadamente opaco descubierto.

(Corregida al 26/abr./2018 a las 08:00 HOA [GMT -3]).
A casi 500 de años luz (AL) de nosotros (dato corregido, antes se expresaba erróneamente 500 millones) se encuentra el exoplaneta más opaco conocido (al menos hasta abril del 2018).

Ilustración de un exoplaneta opaco transitando delante de su estrella – crédito: Yuriy Mazur/Shutterstock.

La estrella WASP 104 (de tipo G8 V) está a 466 de AL de casa (dato corregido, antes se expresaba erróneamente 466 millones). Tiene un planeta orbitándola de tipo joviano o gigante gaseoso. Se lo descubrió porque transita delante de la estrella haciendo que varíe temporalmente la luz que nos llega de ella.
Tiene una masa de poco más que la joviana (1,3 Mj), un radio casi como el joviano (1,1 Rj) y un período orbital de casi 2 días nuestros (1,76 d). Este último dato sugiere que está muy cerca de su estrella por lo que se trata de un gigante gaseoso caliente.

Orbitando cerca de su estrella, este exoplaneta catalogado como WASP 104b, está bloquedado tidalmente, esto significa que, por fuerzas gravitacionales de mareas, le ofrece siempre la misma cara a su estrella.

Aquí comienza lo interesante.
Cuando el planeta está a punto de pasar por detrás de su estrella, observamos el brillo de ella y el que refleja el planeta. Cuando pasa por detrás, sólo el brillo de la estrella es observable. Así se estima cuánto refleja el exoplaneta. Resulta que sólo refleja el 0,03 de la energía que recibe.
Eso hace que sea muy opaco, más que el carbón.
Su cercanía a la estrella anfitriona y el hecho de quedarse con el 95% de la energía que recibe, lo convierte en un gigante gaseoso muy caliente. Pero pese a eso, no muestra evidencias de estar “inflado” por el calor como otros de su tipo.
Todo esto parece indicar que su atmósfera es rica en sodio y potasio; elementos que absorberían casi toda la radiación visible de la estrella central.
WASP 104b, en realidad tendría un color morado muy obscuro, que a la distancia que nos separa de él no podemos apreciar.

Referencia:

Fuente:

Bastante agua en el sistema TRAPPIST-1.

El sistema planetario TRAPPIST-1, es un compacto sistema de planetas rocosos a casi 40 años luz de casa.
La estrella es una enana de baja temperatura (de tipo M8 V) algo más grande que Júpiter. Los siete planetas que la rodean, están comprendidos dentro de una distancia menor a la que separa Mercuruio del Sol. El tamaño del sistema es comparable a la distancia que hay entre Júpiter y su luna Calisto.

El sistema TRAPPIST-1 comparado con el sistema solar y los satélites galileanos de Júpiter (NASA/JPL-Caltech).

Comparación del sistema en TRAPPIST-1 con el Sistema Solar y los satélites Jovianos, crédito de  (NASA/JPL-Caltech).

El estudio de los sistemas planetarios en otras estrellas, nos permite entender mejor el origen de éstos y comprender mejor el nuestro.
La masa de los planetas es estimada en base a la gravitación necesaria para tenerlos en la órbita que están en una estrella de ese tipo (tercera ley de Kepler – https://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Kepler). Con este dato y estimando el radio del planeta, se puede tener una valor de su densidad, y por lo tanto, de la composición básica de éste.
Este estudio sugiere la existencia de agua, líquida y en forma de hielo en los planetas de TARPPIST-1.
Los dos primeros son algo menos que un 15% de agua, lo que ya es más que la Tierra; cientos de veces más.
El 5to. y el 6to planeta son más de un 50% agua. En particular, el 5to planeta tendría agua hasta una profundidad de 200 Kms., eso es más profundo que las fosa de las Marianas, la mayor profundidad oceánica Terrestre. Luego, este planeta tendría hielos hasta unos 2300 Kms. bajo su superficie, eso es hasta casi la mitad de su radio.

Composición de TRAPPIST-1f, crédito: C. UNTERBORN ET AL/NATURE ASTRONOMY 2018

Esto demuestra que los más abundantes en agua se formaron más allá de la región de hielos primordiales, mientras que los otros lo hicieron dentro de ella.

Referencias:

Fuente:

pdp.

HIP 65426b, un exoplaneta muy lejos de su estrella.

La estrella HIP 65426, tiene un joven exoplaneta a una distancia poco usual para el tipo de objeto que es.
La estrella es brillante (de tipo A), mucho más que el Sol, también más masiva y casi el doble en tamaño. Tiene un exoplaneta observable en infrarrojo.
Luego de formarse, los planetas conservan calor y eso los hace observables en largas longitudes de onda. De esta manera, si se tapa la imagen de la estrella, se puede observar a su planeta.
Este es el caso de HIP 65426b, el planeta en torno a esta estrella.

 Chauvin et al.

Imágenes de HIP 65426b. La estrella se encuentra tapada en el centro de la imagen. Publicadas en el trabajo de G. Chauvin et al.

Por su brillo, los modelos sugieren una masa de 6 a 12 masas jovianas, una temperatura aproximada de 1500°K y un tamaño de 1,5 veces el de Júpiter.
Lo llamativo es la distancia a la que se encuentra de su estrella.
No hay duda de que está vinculado a ella ya que comparte su movimiento propio en el cielo; o sea que en promedio, acompaña a la estrella.

Como el sistema se encuentra a unos 360 años luz de casa, la separación entre ellos proyectada en el cielo es de poco más de 90 veces la distancia promedio Tierra – Sol. Eso equivale a unos 14 mil millones de Kms., o haciendo comparaciones, 3 veces la distancia de Neptuno al Sol.

El exoplaneta es joven y caliente. A esa distancia no hay materia suficiente para formar un objeto de esas características. Luego, como es lógico, se habrá formado en regiones más interiores. Seguramente tuvo un encuentro dinámico con otro cuerpo. El pasar cerca uno del otro, se aceleraron entre ellos por la mutua acción gravitatoria, en ese evento, éste salió con una órbita alargada y el otro fue hacia la estrella.

Referencia:

Fuente:

pdp.

La gran fulguración de Próxima Centauri.

Ya sabemos que existe Próxima b, el exoplaneta en Próxima Centauri.
La estrella recibe ese nombre, por ser la más cercana al Sol. Acompaña a Alfa Centauri, que en realidad es un sistema doble. Está tan lejos de sus compañeras, que algunos dudan de que esté ligada a ellas; como sea, las orbita en casi medio millón de años, por lo que será la más cercana de ese sistema triple por mucho tiempo (https://es.wikipedia.org/wiki/Alfa_Centauri).

El exoplaneta que la acompaña, es rocoso y algo más grande que el Nuestro, encontrándose en la parte más interior de la zona de habitabilidad (región más propicia para la aparición de vida tal como la conocemos).
Pero hay un problema.
Esta estrella es una enana roja, y como todas las de su tipo, tienen intensos y activos campos magnéticos. Ésto alimenta fulguraciones que irradian energía a Próxima b haciéndolo hostil para la vida.
La estrella muestra unas 60 fulguraciones diarias y unas 10 superfulguraciones anuales (pdp, 26/ago./2016, Próxima b y las fulgiraciones de Próxima Cen., https://paolera.wordpress.com/2016/08/26/proxima-b-y-los-flares-de-proxima-cen/).

Pero recientemente dio la nota.
El 24 de marzo del 2017, durante una observación de la estrella, se detectó una fulguración que aumentó el brillo de la misma casi 500 veces. Segundos más tarde presentó una segunda fulguración que elevó el brillo estelar 1000 veces manteniéndolo durante 10 segundos; todo dentro de unos 2 minutos de obseravción.

The brightness of Proxima Centauri as observed by ALMA over the two minutes of the event on March 24, 2017. The massive stellar flare is shown in red, with the smaller earlier flare in orange, and the enhanced emission surrounding the flare that could mimic a disk in blue. At its peak, the flare increased Proxima Centauri’s brightness by 1,000 times. The shaded area represents uncertainty. Credit: Meredith MacGregor, Carnegie

Gráfica del incremento de brillo crédito de Meredith MacGregor, Carnegie

Si tenemos en cuenta el incremento de radiación emitido hacia Próxima b, esto podría haber afectado seriamente el agua líquida que pudiera tener el planeta. La radiación pudo haber evaporado todo el agua y hasta haber esterilizado todo el planeta, y por lo tanto, volver nulas las condiciones de vida en Él.
Por otro lado, esta actividad hace pensar que la estrella no está rodeada de mucho polvo, ya que las fulguraciones se encargaron de alejarlo.

Referencia:

Fuente:

pdp.