Por ahora, hemos descubierto cientos de estrellas con múltiples planetas orbitando alrededor de la galaxia. Cada uno es único, pero un sistema que orbita la estrella HD 158259, a 88 años luz de distancia, es realmente especial.
La estrella en sí tiene aproximadamente la misma masa y un poco más grande que el Sol, una minoría en nuestras búsquedas de exoplanetas. Está orbitado por seis planetas: una súper Tierra y cinco mini Neptuno.
Después de monitorearlo durante siete años, los astrónomos han descubierto que los seis planetas están orbitando HD 158259 en una resonancia orbital casi perfecta. Este descubrimiento podría ayudarnos a comprender mejor los mecanismos de formación del sistema planetario y cómo terminan en las configuraciones que vemos.
La resonancia orbital es cuando las órbitas de dos cuerpos alrededor de su cuerpo padre están estrechamente vinculadas, ya que los dos cuerpos en órbita ejercen una influencia gravitacional entre sí. En el Sistema Solar, es bastante raro en los cuerpos planetarios; probablemente el mejor ejemplo sea Plutón y Neptuno.
Estos dos cuerpos están en lo que se describe como una resonancia orbital 2: 3. Por cada dos vueltas que Plutón da alrededor del Sol, Neptuno da tres. Es como compases de música que se reproducen simultáneamente, pero con diferentes marcas de tiempo: dos tiempos para el primero, tres para el segundo.
Las resonancias orbitales ti enen también se ha identificado en exoplanetas
Usando medidas tomadas con el Espectrógrafo SOPHIE y el telescopio espacial de caza de exoplanetas TESS, un equipo internacional de investigadores dirigido por el astrónomo Nathan Hara de la Universidad de Ginebra en Suiza pudo calcular con precisión las órbitas de cada planeta.
Están todos muy apretados. Comenzando más cerca de la estrella, la súper Tierra, revelada por TESS que tiene alrededor del doble de la masa de la Tierra, las órbitas son 2.17, 3.4, 5.2, 7.9, 12 y 17.4 días.
Estos producen proporciones de períodos de 1,57, 1,51, 1,53, 1,51 y 1,44 entre cada par de planetas. Esa no es una resonancia perfecta, pero está lo suficientemente cerca como para clasificar al HD 158259 como un sistema extraordinario.
Y esto, creen los investigadores, es una señal de que los planetas que orbitan alrededor de la estrella no se formaron donde están ahora.
“Se conocen varios sistemas compactos con varios planetas en, o cerca de, resonancias, como TRAPPIST-1 o Kepler-80”, explicó el astrónomo Stephane Udry de la Universidad de Ginebra.
“Se cree que tales sistemas se forman lejos de la estrella antes de migrar hacia ella. En este escenario, las resonancias juegan un papel crucial”.
Eso es porque se cree que estas resonancias se producen cuando los embriones planetarios en el disco protoplanetario crecer y migrar hacia adentro, lejos del borde exterior del disco. Esto produce una cadena de resonancia orbital en todo el sistema.
Luego, una vez que el gas restante del disco se disipa, esto puede desestabilizar las resonancias orbitales, y esto podría ser lo que estamos viendo con HD 158259. Y esas pequeñas diferencias en las resonancias orbitales podrían decirnos más sobre cómo está ocurriendo esta desestabilización.
“La desviación actual de las proporciones del período de 3: 2 contiene una gran cantidad de información”, Hara dijo.
“Con estos valores, por un lado, y los modelos de efecto de marea, por otro lado, podríamos limitar la estructura interna de los planetas en un estudio futuro. En resumen, el estado actual del sistema nos da una ventana sobre su formación”.
La investigación ha sido publicada en Astronomía y Astrofísica.
Una versión de este artículo se publicó por primera vez en abril de 2020.
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