Misteriosos orígenes para las super-Tierras

Redacción | 11/02/2021

Exoplaneta - MCGILL UNIVERSITY

Un nuevo estudio cuestiona la teoría de formación planetaria de que las super-Tierras sean los núcleos rocosos de mini-Neptunos cuyas atmósferas gaseosas fueron arrastradas.

En un nuevo estudio publicado en The Astrophysical Journal, astrónomos de la Universidad McGill muestran que algunos de estos exoplanetas nunca tuvieron atmósferas gaseosas, arrojando nueva luz sobre sus misteriosos orígenes.

A partir de las observaciones, sabemos que entre el 30 y el 50 por ciento de las estrellas anfitrionas tienen una u otra clase de exoplanetas, y las dos poblaciones aparecen en aproximadamente la misma proporción. Pero ¿de dónde vinieron?

Una teoría es que la mayoría de los exoplanetas nacen como mini-Neptunos, pero algunos son despojados de sus capas de gas por la radiación de las estrellas anfitrionas, dejando atrás solo un núcleo denso y rocoso. Esta teoría predice que nuestra galaxia tiene muy pocos exoplanetas del tamaño de la Tierra y más pequeños conocidos como Tierras y mini-Tierras. Sin embargo, observaciones recientes muestran que este puede no ser el caso.

Para obtener más información, los astrónomos utilizaron una simulación para rastrear la evolución de estos misteriosos exoplanetas. El modelo utilizó cálculos termodinámicos basados en lo masivos queson sus núcleos rocosos, lo lejos que están de sus estrellas anfitrionas y lo caliente que está el gas circundante.

"Contrario a las teorías anteriores, nuestro estudio muestra que algunos exoplanetas nunca pueden construir atmósferas gaseosas para empezar", dice en un comunicado la coautora Eve Lee, profesora asistente en el Departamento de Física de la Universidad McGill y el Instituto Espacial McGill.

Los hallazgos sugieren que no todas las super-Tierras son restos de mini-Neptunos. Más bien, los exoplanetas se formaron por una sola distribución de rocas, nacidas en un disco giratorio de gas y polvo alrededor de las estrellas anfitrionas. "En algunas de las rocas crecieron caparazones de gas, mientras que otras emergieron y permanecieron como supertierras rocosas", dice.

Se cree que los planetas se forman en un disco giratorio de gas y polvo alrededor de las estrellas. Las rocas más grandes que la luna tienen suficiente fuerza gravitacional para atraer el gas circundante y formar una capa alrededor de su núcleo. Con el tiempo, esta capa de gas se enfría y se encoge, creando espacio para que ingrese más gas circundante y haciendo que el exoplaneta crezca. Una vez que todo el caparazón se enfría a la misma temperatura que el gas nebular circundante, el caparazón ya no puede encogerse y el crecimiento se detiene.

Para núcleos más pequeños, esta capa es pequeña, por lo que siguen siendo exoplanetas rocosos. La distinción entre super-Tierras y mini-Neptunes surge de la capacidad de estas rocas para crecer y retener capas de gas.

"Nuestros hallazgos ayudan a explicar el origen de las dos poblaciones de exoplanetas y quizás su prevalencia", dice Lee. "Usando la teoría propuesta en el estudio, eventualmente podríamos descifrar lo comunes que pueden ser los exoplanetas rocosos como las Tierras y las mini-Tierras".

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