Archivo de la etiqueta: Formación planetaria

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.

Anuncios

Cuando los nobles reaccionan: El Xenon en la Tierra.

Los gases como el Xenon, son llamados “nobles” porque, como ellos, no se mezclan son otros.
Si tenemos en cuenta la composición de los asteroides, en particular las condritas carbonáceas, estaremos teniendo en cuenta los elementos presentes en la formación del Sistema Solar.
Estos objetos, están hechos de lo mismo que coaguló formando los planetas.
De esta manera, podemos preguntarnos, ¿dónde está el Xenon en la Tierra?, si es tan frecuente hallarlo en la composición de las rocas espaciales como dichas condritas, y en nuestra atmósfera es tan pobre.

Ilustración de Adam Connell/TID

Se sabe que este elemento no se mezcla con otros.
Pero sucede que bajo grandes presiones, estos elementos pueden cambiar sus características. En el caso del Xenon, se encontró que sometido a gran presión, como la que se dio en el centro de nuestro Planeta en su formación, puede reaccionar con el Hierro y el Níquel. Estos últimos son muy abundantes en el interior de la Tierra, y el Xenon, entonces sometido a 2 millones de veces la presión atmosférica y a temperaturas de más de 2000ºK, pudo haber reaccionado con ellos formando compuestos. Así, el Xenon que falta en nuestra atmósfera, puede estar cerca del centro de la Tierra como parte de ciertos compuestos.

Referencia:

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 posible exoluna Kepler-1625b-I.

Si existen exoplanetas, no es raro que ellos tengan sus satélites naturales; o sea exolunas.
La idea no es disparatada; de hecho, hay sospechas de la existencia de exolunas incluso en planetas errantes (pdp, Exolunas, https://paolera.wordpress.com/tag/exolunas/).
Un caso reciente (mediados del 2017) es el del exoplaneta Kepler-1625b.
Este exoplaneta, fue detectado por transitar delante de su estrella (Kepler-1625). lo que produjo una disminución temporal del brillo observado de la estrella.

El perfil o curva de luz donde se observa la disminución y posterior recuperación del brillo de la estrella a su valor normal, suele ser simétrico (disminuye y aumenta de la misma “forma”), incluso si el planeta tiene anillos. En ese caso, la forma de la curva de luz no es la misma que si el planeta no tuviera anillos, pero siempre es simétrica.

Cuando esa curva no es simétrica es porque hay otros eventos sucediendo durante el tránsito.
Puede ser que la estrella presente fulguraciones en ese momento, como también pueden estar transitando otros objetos junto con el exoplaneta.
Un ejemplo de tránsito de varios objetos puede explicar la caprichosa curva de luz de la estrella de Tabby (KIC 8462852) (pdp, 24/may./2017, ¿Troyanos en KIC 8462852?, https://paolera.wordpress.com/2017/05/24/troyanos-en-kic-8462852/).

En el caso de la estrella Kepler-1625, sólo se tienen tres tránsitos registrados de su exoplaneta.

The three observed transits of the exoplanet Kepler-1625b show odd asymmetries, possibly indicating the presence of an exomoon.

Gráfico de las curvas de luz de los tres tránsitos observados de Kepler-1625b – Crédito:  Teachey, Kipping, and Schmidt.

Se observan asimetrías que no parecen ajustarse a la existencia de fulguraciones en la estrella en el momento del tránsito. Además, la estrella no es del tipo de estrellas que presentan eso fenómenos.
Más bien parece que hay otro objeto involucrado.
Por el tipo de asimetría, parece que el exoplaneta tuviera una luna.
En tal caso, si primero entra uno de los cuerpos delante de la visual y luego el otro, se tendrían disminuciones de luz en “dos etapas”. Incluso si ambos cuerpos entran en el tránsito alineados (luna en conjunción superior o inferior), cuando la luna sale de la alineación, se produce una disminución mayor a la primera observada.
Lo mismo sucede en otras combinaciones de posiciones entre el exoplaneta y su luna a lo largo del tránsito.

Esto no es definitivo, aunque es lo que mejor explica la observación.

Pero algo es seguro, si se trata de una exoluna, ésta debe ser grande para que colabore con la disminución de brillo aparente de la estrella durante el tránsito.
El exoplaneta Kepler-1625b, es de tipo y tamaño joviano. Luego, su luna Kepler-1625b-I, debe tener un tamaño similar a Neptuno.

jupiter_neptune

Neptuno y Júpiter a escala para comparar su tamaños – Crédito:  NASA / JPL & E. Kraaikamp/ D. Peach/ F. Colas / M. Delcroix / R. Hueso/ C. Sprianu / G. Therin / Pic du Midi Observatory (OMP-IRAP) / Paris Observatory (IMCEE / LESIA) / CNRS (PNP) / Europlanet 2020 RI / S2P

Los modelos de formación planetaria, muestran que si una luna se forma junto con un planeta en procesos paralelos de acreción, ésta no pude ser tan grande en relación al planeta.
En tal caso, la luna puede ser un objeto capturado. De hecho, Tritón es una luna capturada por Neptuno.
En nuestro caso, la Luna es muy grande para haberse formado con la Tierra. Esto favorece a la teoría de su formación por acreción de escombros, luego del impacto de un objeto del tamaño de Marte con nuestro Planeta en su juventud (pdp, 14/sep./2016, Nuevo escenario para la formación de la Luna, https://paolera.wordpress.com/2016/09/14/nuevo-escenario-sep-2016-para-la-formacion-de-la-luna/).

Referencias:

Fuente:

  • Draft version July 27, 2017, HEK VI: ON THE DEARTH OF GALILEAN ANALOGS IN KEPLER, AND THE EXOMOON CANDIDATE KEPLER-1625B I, A. Teachey et al.
    https://arxiv.org/pdf/1707.08563.pdf

pdp.

Una etructura llamada “sinestia”.

Cuando se estudia el comportamiento de un sistema de partículas, hay que tener en cuenta ciertas conservaciones físicas.
Una es la energía total del sistema. Otra es la llamada momento angular. Está relacionada con la rotación de los objetos en torno a un punto. Por su conservación, a medida que la distancia al centro disminuye, aumentará la velocidad de giro; por eso los acróbatas giran más rápido en el aire cuando encogen su cuerpo.
También está el concepto de centro de masas. Es un punto en el sistema de partículas o de objetos en el que se puede considerar concentrada toda la masa del sistema, entre otras propiedades.
Así un sistema de partículas se puede considerar como una sola masa puntual.
Cuando dos galaxias se fusionan, el agujero negro central resultante puede salir despedido. En ese caso las estrellas quedan girando en torno al centro de masa de la galaxia resultante. En general, en todo sistema, cada partícula siente la acción gravitatoria de todas las que están más cerca del centro, como si estuvieran allí concentradas.

Con eso en mente, se estudia los casos resultantes posibles cuando chocan dos (o más) objetos como pequeños planetas en formación.
Evidentemente las esquirlas y materia vaporizado por el calor liberado por la energía del choque, van a respetar todas las conservaciones impuestas por la Física.
En algunos casos, las partículas quedan girando mientras colapsan resultando en un objeto esférico. Si se dan las condiciones, algunas partículas podrán escapar del sistema y otras orbitar en forma de anillo. Pero bajo ciertas condiciones, se puede dar lo que se dio en llamar sinestia (del inglés synestia, no encontré una mejor traducción).
Sería un objeto de forma de rosca (toroidal) aplastada.

synestia-1024x492

Ilustración crédito de Simon Lock & Sarah Stewart

La pregunta es: ¿pueden existir las sinetias?, ¿son frecuentes las condiciones para que aparezcan estos cuerpos en sistemas planetarios en formación?
La forma y estructura de un cuerpo, está influenciada por las colisiones previas. Por ejemplo, recordemos que las colisiones a baja velocidad generan objetos en forma de “maní” (pdp, 01/jun./2015, Colisiones a baja velocidad como origen de objetos en forma de maní, https://paolera.wordpress.com/2015/06/01/colisiones-a-baja-velocidad-como-origen-de-objetos-en-forma-de-mani/).
Las sinestias no serían permanentes y podrían ser un mecanismo de formación de satélites naturales.
En los nacientes sistemas planetarios, las colisiones entre objetos son frecuentes, luego, las sinestias serían comunes en esos escenarios.

Referencia:

Fuente:

  • arXiv, 22/may/2017, The structure of terrestrial bodies: Impact heating, corotation limits and synestias,  Simon J. Lock & Sarah T. Stewart.
    https://arxiv.org/pdf/1705.07858.pdf

pdp.

Breve historia evolutiva de la Tierra.

“La historia de la Tierra es como un libro al que le arrancaron el primer capítulo”. (A. Burnham, Autralian National University).

Podemos hojear ese libro desde atrás; o sea que observando las evidencias de Hoy, podemos inferir cómo eran las condiciones antes.
Nuestro Planeta, es un planeta vivo de unos 4500 millones de años de edad.
La actividad en su interior, visible en las erupciones volcánicas, genera el protector campo magnético. Gracias a él, las partículas cargadas del Sol se desvían hacia las vecindades de los Polos generando la Auroras. Sin ese campo, estaríamos como Marte, expuestos al peligroso viento solar.

A la Tierra le llevó mucho tiempo ser como es.
Hace unos 65 millones de años, el choque de los continentes provocó la aparición de la Cordillera del Himalaya, la cadena más alta del Mundo donde está el Monte Everest. En ese evento, se generó una gigantesca “arruga”, la que aún está creciendo (Geoenciclopedia, Cordillera del Himalaya, http://www.geoenciclopedia.com/cordillera-del-himalaya/).
Coincidentemente para esa época, un meteorito impactó cerca de la Panínsula de Yucatán. Eso, más la actividad volcánica de entonces, colaboró en la extinción de los Dinosaurios (pdp, 13/oct./2015, En la extinción de los dinosaurios el meteorito tuvo un complice necesario, https://paolera.wordpress.com/2015/10/13/en-la-extincion-de-los-dinosaurios-el-meteorito-tuvo-un-complice-necesario/). Aparentemente, los impactos meteóricos de consideración, están relacionados con actividad volcánica (pdp, 03/may./2017, Relación entre volcanismo e impactos meteóricos, https://paolera.wordpress.com/2017/05/03/relacion-entre-volacanismo-e-impactos-meteoricos/).

Previo a eso, hace unos 700 millones de años atrás, aparecieron las masas continentales.

Mucho antes, hace unos 4000 millones de años, la Tierra pasó por el período de Bombardeo Pesado. En ese período nuestro Planeta fue impactado por una gran cantidad de asteroides y cometas. Luego de eso, aparecieron las primeras bacterias.
Estudiando las rocas más antiguas del Planeta en una región al Oeste de Australia, se encontró que tienen grandes similitudes con rocas de diferentes edades.
En su juventud, dentro de sus primeros 500 millones a 700 millones de años, la Tierra era un lugar tranquilo, sin continentes moviéndose y chocando. Cubierta de agua, a lo sumo con alguna que otra pequeña isla, se mantuvo así por al menos unos 1500 millones de años.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Venus sería el verdadero hermano de la Tierra.

En nuestro Sistema Solar, no todos los planetas llegaron a la madurez bien desarrollados.
El primer ejemplo lo dio Ceres al mostrarse como un protoplaneta; un planeta detenido en su formación (pdp, 06/ene./2016, https://paolera.wordpress.com/2016/01/06/ceres-seria-un-protoplaneta/).
Marte, con una masa de la novena parte de la terrestre, es considerado un embrión planetario que no completó su formación.
Siempre se dijo que este Planeta se había formado cerca de la Tierra y Venus. De ser así, debería tener una composición similar a estos Planetas, y la realidad es que sólo la Tierra y Venus tienen similitudes en ese aspecto.

Todo indica que Marte se formó más lejos del Sol y la Tierra, fuera de la región de acreción de formación de planetas terrestres. Allí, en la región de asteroides, donde se sentía la presencia gravitacional de Júpiter esculpiendo los discos planetesimales, Marte interrumpió su desarrollo. Más tarde, migraría hasta donde está hoy en día.
Por otro lado, Venus se habría formado más cerca nuestro por lo que se espera que tenga una composición casi idéntica. Así, Venus sería nuestro verdadero “planeta hermano”.

marteEmbrion

Histograma de composiciones básicas. El verde indica el porcentaje de condritos ordinarios, en amarillo el de enstatita y en azul el de los carbonáceos – Gráfico publicado en el trabajo de R. Brasser et al.

En el histograma de composiciones básicas para cada planeta, se observa la gran diferencia en el caso de Marte entre los esperado y lo observado.

Fuente:

pdp.