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¿Kepler 1625b rompe las reglas?

Con el descubrimiento de exoplanetas, se supuso que también debían existir sus correspondientes exolunas.
No hay por qué suponer que los modelos de formación de sistemas planetarios sean diferentes aquí y allá. Incluso hay indicios de exocometas.

El exoplaneta Kepler 1625b se encuenttra a 4000 años luz de Casa.
Según la información obtenida del tránsito delante de su estrella, es posible la existencia de una exoluna acompañándolo. No hay datos definitivos. El exoplaneta y su exoluna pueden tener diferentes características que cumplan con lo observado. Tanto es así, que el exoplaneta podría ir desde un pequeño gaseoso, pasando por un gran rocoso (incluso cubierto por agua), hasta ser una estrella fallida conocida como enana marrón (pdp, 18/ago./2017; Enanas marrones…, https://paolera.wordpress.com/2017/08/18/enanas-marrones-o-superplanetas-gaseosos/).
Lo mismo sucede con su posible exoluna; pero lo más probable es que sea grande… muy grande.

Exoplanet and moon

Ilistración crédito de NASA/JPL-Caltech.

Luego de probar variantes, las evidencias estarían indicando que se trata de un exoplaneta super-Joviano o enana marrón, con una exoluna del tamaño de Neptuno.

Y aquí es donde se rompen las reglas.
Hay tres modelos que explican la formación de lunas.
El modelo colisional: que establece que la luna se formó por esquirlas de la colisión del planeta con otro objeto de tamaño comparable. Este es el caso que contempla la formación de nuestra Luna.
El modelo de acreción: que establece que la luna se formó en un proceso de acreción paralelo al de formación del planeta. Este sería el caso de Júpiter y sus lunas.
El modelo de captura: que establece que la luna fue capturada luego de un encuentro entre cuerpos. Este sería el caso de Neptuno y sus lunas.

En el caso de Kepler 1625b y su exoluna, de confirmarse estas sospechas sobre sus características, ninguno de estos modelos se ajusta a ese sistemaexplica el origen de ese sistema. Pero habría una posible aplicación del modelo de captura para este caso.
El exoplaneta podría haber capturado su luna de un sistema binario de objetos planetarios; digamos de un planeta binario que pasó cerca de él.
En ese caso, el compañero del objeto capturado queda “suelto” en el sistema. Pero ese compañero debería de haber sido un mini-Neptuno, y ahora aparece otro interrogante: ¿cómo se formó un sistema binario de planetas de masas neptunianas?, ya que este caso tampoco se ajusta a uno de los tres modelos propuestos.

Referencia:

Fuente:

pdp.

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Se diluye la posibilidad del Freón 40 como marcador de vida en otros mundos.

En la búsqueda de vida en otros mundos, se suele investigar la existencia de especies químicas relacionadas con ella.
Así es como se investiga la existencia de Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, Metano y otras substancias. Pero es probable que formas de vida inteligente generen gases contaminantes. Pensando en eso, se pensó en buscar elementos y compuestos difíciles de darse naturalmente, propios de actividades antropogénicas, como por ejemplo: triclorofluorometano (pdp, 13/jun./2014, La polución atmosférica como evidencia de vida inteligente, https://paolera.wordpress.com/2014/06/13/la-polucion-atmosferica-en-exoplanetas-como-evidencia-de-inteligencia-en-otros-mundos/).

El Freón 40, es una substancia química que se genera en procesos biológicos que se dan en hongos hasta en Humanos. También se produce industrialmente en la producción de medicamentos y tinturas. Luego, podría ser un indicador de la existencia de vida en un exoplaneta.
Es sabido que los elementos que se encuentran naturalmente en los cuerpos que orbitan estrellas, provienen de la nube protoplanetaria de la que nacen los sistemas planetarios. Esa nube, a su vez, proviene de las estrellas que estallaron enriqueciendo el material interestelar con los elementos sintetizados en su interior.

Detectar Freón en algún exoplameta hubiera sido excitante.
Pero no todo suele ser como esperamos.
Sucede que se detectó esa substancia en la débil atmósfera del cometa 67P/C-G visitado por Rosetta. Eso indica que el Freón bien pudo estar presente en el nacimiento de nuestro Sistema Solar.
Resulta que también se lo encontró en IRAS 16293-2422, una binaria naciente de masas similares al Sol, en una región de formación estelar a unos 400 años luz de casa en la constelación de Ofiuco (el cazador de serpientes) (https://es.wikipedia.org/wiki/Ofiuco).

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Ilustración crédito de  B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).

Luego, se diluyen las esperanzas de que este tipo de substancias sean indicadoras de vida en otros mundos.

Referencia:

Fuente:

pdp.

Sobre el origen de los planetas de ultra corto período.

Estudiando otros sistemas planetarios, hallamos exoplanetas de tipo supertierra y exoplanetas de período ultra corto (USP – del inglés Ultra Short Period).
Los primeros son rocosos y tienen un tamaño similar al doble de la Tierra. Si bien son abundantes, en nuestro Sistema no hay supertierras.
Eso se debe al trabajo de “limpieza” realizado por el joven Júpiter. En una ubicación más cercana al Sol, fue absorbiendo y dispersando material. Así, no había mucho para que los planetas rocosos crezcan mucho. Luego, Júpiter se retiró a su actual órbita (pdp, 21/jun./2017, ¿Por qué no hay super-Tierras en el Sistema Solar?, https://paolera.wordpress.com/2017/06/21/por-que-no-hay-super-tierras-en-el-sistema-solar/).

Los exoplanetas USP, son rocosos de no más del doble del tamaño terrestre, en órbitas cercanas a la estrella y con períodos muy cortos, inferiores a un día de los nuestros.
Los modelos de formación planetaria no podían explicar satisfactoriamente a ese tipo de objetos tan cercanos a su estrella hospedante. Entonces se pensó en núcleos de exoplanetas Jovianos. Éstos, habrían perdido sus partes exteriores gaseosas por el viento estelar.

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Ilustración de un joviano evaporándo sus capas gaseosas. Crédito: NASA/Ames/JPL-Caltech.

Pero las estrellas hospedantes de los Jovianos son ricas en metales (elementos más pesados que el Hidrógeno y el Helio) y las hospedantes de USP no lo son. Es más; las estrellas con planetas de corto período y tamaños de hasta 4 veces el terrestre tienen más metales.
Luego, estos exoplanetas serían núcleos de Jovianos evaporados, digamos de sub-Neptunos.

Referencia:

Fuente:

pdp.

La captura de planetas errantes sería algo no tan raro.

Hay evidencias de exoplanetas con órbitas demasiado inclinadas respecto del plano del sistema planetario dominado por una estrella.
Esto sugiere que no todos los planetas se habrían formado del mismo disco protoplanetario.
La pregunta es: ¿de dónde salieron esos planetas si no se formaron en ese sistema?
Bien hay dos respuestas posibles.
Por un lado, pudieron ser “robados” de otro sistema cuando ambos sistemas pasaron cerca en su historia.
Por otro, pueden ser planetas errantes capturados.

Esto nos toca de cerca ya que el tan buscado noveno planeta (P9), responsable de la alineación de ciertas características orbitales de objetos lejanos del cinturón de Kuiper, tiene una órbita muy alejada e inclinada (pdp, Artículos varios sobre el posible noveno planeta, https://paolera.wordpress.com/tag/noveno-planeta/).

No es raro hallar planetas gaseosos errantes (pdp, 07/jun./2011, Planetas errantes, https://paolera.wordpress.com/2011/06/07/planetas-errantes/), como por ejemplo el catalogado como CFBDSIR2149 (pdp, 14/nov./2012, CFBDSIR2149, un Exoplaneta errante, https://paolera.wordpress.com/2012/11/14/cfbdsir2149-un-exoplaneta-errante/).
Se trata de objetos que no llegaron a ser ni estrellas fallidas enanas marrones (pdp, 30/jul./2010, Enanas marrones, https://paolera.wordpress.com/2010/07/30/enanas-marrones/).

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Ilustración de planeta joviano errante, crédito de NASA/JPL-Caltech, publicada en Wikipedia.

Sucede que en nuestra galaxia, se estima que la cantidad de planetas errantes supera la cantidad de estrellas; luego, es más probable la formación de estos objetos que la de estrellas. De hecho, las “gotas” de materia halladas en remanentes de supernovas, permiten pensar que éstas puede dar origen a objetos gaseosos sub-estelares. Se calcula que hay unas mil masas jovianas por cada estrella.
Bajo estas condiciones y dada su abundancia, no sería extraño o improbable la captura de este tipo de objetos en sistemas planetarios, de hecho son muchos los exoplanetas candidatos a haber sido capturados por el tipo de órbita muy inclinada o por ser retrógrados (giran al contrario que el resto de los planetas de ese sistema). Es más, se estima que una de cada cien estrellas puede o pudo capturar, al menos en forma temporaria, a un planeta errante.

Fuente:

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.

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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.

¿Troyanos en KIC 8462852?

En relación al extraño comportamiento de “la curva de luz” de KIC 8462852 (la estrella de Tabby) se han desarrollado muchos modelos.
Es importante aclarar que esta estrella no es la primera en mostrar caprichosas variaciones de brillo. Otras han sido KIC 8462852; CoRoT-29 y KIC 12557548. En todos los casos se trata de estrellas de rápida rotación, achatadas, con fotósferas no uniformes, con grandes manchas obscuras en su superficie; similares a las del Sol, pero mucho más grandes (pdp, 23/dic,/2015, Los tránsitos bizarros: Sus causas naturales, https://paolera.wordpress.com/2015/12/23/los-transitos-bizarros-sus-causas-naturales/).

Pero la estrella de Tabby, se lleva el premio a los tránsitos bizarros.
Muestra grandes baches de luz, de alrededor del 20%, y otros menores. Todo en un posible período de unos 700 días. Se han esgrimido muchos modelos, incluyendo el exótico caso de construcción de una esfera Dyson (The Astrophysical Journal, Volume 816, Issue 1, article id. 17, 22 pp. (2016), The Search for Extraterrestrial Civilizations with Large Energy Supplies. IV. The Signatures and Information Content of Transiting Megastructures, Wright et al, http://adsabs.harvard.edu/abs/2016ApJ…816…17W).

Pero hay escenarios más naturales.
Todos incluyen objetos aún no detectados alrededor de la estrella. Entre ellos, hay modelos que involucran nubes de cometas y escombros. El último de ellos (mayo 2017) considera objetos comunes en un sistema dominado por una estrella.

Se trata de un exoplaneta gigante gaseoso anillado, compartiendo su órbita con nubes de Troyanos. Éstps son objetos que viajan delanto y/o detrás del planeta compartiendo su órbita y período alrededor de la estrella. El ejemplo más común, son los Troyanos que acompañan a Júpiter (Wikipedia, Asteroide Troyano, https://es.wikipedia.org/wiki/Asteroide_troyano).

En este caso, el exoplaneta tendría un radio de 0,3 veces el de la estrella, y un anillo de 5 veces el diámetro estelar con una inclinación de 5º respecto del plano orbital. Su órbita compartida con dos grupos de Troyanos (uno delante y otro detrás) tendría un radio de 6 veces el de la órbita Terrestrte y un período de translación de 12 años.

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Imagen publicada en el trabajo de F. J. Ballesteros et al.

De estar en lo correcto y en base a las observaciones, se espera un pasaje de Troyanos para los primeros meses del 2021 y otro para el 2013.

Referencia:

Fuente:

  • MNRAS 000, 1–5 (2017) Preprint 24th May 2017, KIC 8462852: Will the Trojans return in 2021?, Fernando J. Ballesteros et al.

pdp.

 

El sistema Épsilon Erídano: un sistema Solar joven.

Épsilon Erídano (e-Eri) , es una estrellas a unos 10 años luz (AL) de casa.
Ubicada en la constelación de Erídano, tiene una masa y tamaño muy similar a nuestro Sol (de tipo espectral más tardío: K2V) (Wikipedia, https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%89psilon_Eridani).
Se le conoce un planeta (e-Eri-b) de masa joviana a una distancia de la estrella (curiosamente) similar a la de Júpiter y el Sol.

Se sabe que el polvo que puede rodear a una estrella, se calienta y emite en infrarrojo (IR). Sabiendo esto, se hicieron observaciones detalladas en infrarrojo de esta estrella.
Se detectó un exceso en IR, que corresponde a anillos de escombros.
Éstos, están relacionados con la formación de planetas, ya sea como esquirlas o como protoplanetas.
Se detectaron tres anillos de polvo y rocas.

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Ilustración del sistema e-Eri (ampliable) crédito de NASA/JPL-Caltech.

El primero, es interior a e-Eri-b, y se corresponde en dimensiones a nuestro cinturón de asteroides.
El segundo, está a una distancia de su estrella similar a Neptuno y del Sol, y sería equivalente a nuestro cinturón de Kuiper.
Más allá, hay un tercer disco, éste más ancho, de objetos más fríos y seguramente helados, similar a nuestra nube de Oort. Entre estos dos últimos, hay una brecha posiblemente definida por la existencia de dos planetas más; uno limitando exteriormente con al segundo anillo, y otro limitando interiormente al tercero.

Así, este sistema no sólo se asemeja mucho al nuestro, sino que es similar a cómo era el Sistema Solar en su juventud. De esta manera, estos planetas bien podrían estar pasando por la etapa de bombardeo de escombros como los que trajeron agua y otros elementos para la vida tal como la conocemos en la Tierra.

Referencia:

Fuente:

pdp.