A medida que encontramos más y más exoplanetas en la Vía Láctea, que ahora ascienden a miles, los astrónomos están descubriendo algunos objetos extraños que no existen en el Sistema Solar. Uno de esos fenómenos son los planetas "súper hinchados" extrañamente esponjosos – El tamaño de los gigantes gaseosos, pero mucho menos masivo.
Exactamente cómo pueden existir estos planetas ha sido un enigma para los astrónomos. En casos extremos, un planeta súper hinchado puede tener menos del uno por ciento de la masa de un gigante gaseoso de tamaño similar. Ahora los investigadores han reducido los números y han llegado a una nueva explicación: ¿Qué pasa si en realidad son planetas más pequeños con anillos gigantes?
Esto podría resolver algunos de los aspectos más extraños de los planetas súper hinchados, así como ayudarnos a encontrar una característica que hasta ahora ha demostrado ser esquiva en los exoplanetas: los anillos planetarios.
"En principio, los anillos deben ser detectables desde cambios fotométricos o espectroscópicos detallados hasta tránsitos. La dificultad es que tales señales son sutiles y difíciles de discernir en los datos actuales". los investigadores escribieron en su artículo
"Claramente, todavía hay muchas cosas que no sabemos sobre los anillos de exoplanetas".
Los exoplanetas súper hinchados se detectan utilizando el método de tránsito. Aquí es donde un telescopio estudia una estrella a lo largo del tiempo, buscando inmersiones regulares en la luz de la estrella. Si las inmersiones ocurren a la misma profundidad y el mismo período de tiempo entre cada una, eso se puede inferir como un exoplaneta.
La cantidad de luz por la que se sumerge la estrella puede usarse para calcular el tamaño físico de dicho exoplaneta. Se puede utilizar otro método para calcular la masa del exoplaneta: a medida que los planetas orbitan sus estrellas, en realidad ejercen una influencia gravitacional propia, lo que hace que la estrella se mueva muy ligeramente. La cantidad de este meneo está determinada por la masa del planeta.
En el caso de las superpoblaciones, las caídas de tránsito devuelven un tamaño enormemente desproporcionadamente grande en comparación con la masa inferida por el movimiento de la estrella. Eso hizo que los astrónomos Anthony Piro de la Carnegie Institution for Science y Shreyas Vissapragada de Caltech se preguntaran qué demonios estaba pasando.
Primero, comenzaron a pensar en qué tipos de objetos podrían tener un tamaño tan grande, pero una densidad tan baja. Esta idea los llevó a considerar los anillos planetarios.
"Comenzamos a pensar, ¿y si estos planetas no son aireados como el algodón de azúcar" Dijo Piro. "¿Qué pasa si las súper bocanadas parecen tan grandes porque en realidad están rodeadas de anillos?"
Cuatro de los planetas del Sistema Solar tienen anillos: Júpiter, Saturno, Neptuno y Urano. Sin embargo, solo Saturno es grande, grueso y prominente.
Dado que muchos de los planetas del Sistema Solar tienen anillos, es lógico que muchos exoplanetas también lo tengan. Pero generalmente estamos mirando estos objetos a muchos años luz de distancia, y la mayoría de las veces no podemos ver los planetas directamente, por lo que la detección de anillos parece bastante imposible. ¿O es eso?
"Comenzamos a preguntarnos, si nos miraras desde un mundo distante, ¿reconocerías a Saturno como un planeta anillado, o parecería ser un planeta hinchado para un astrónomo alienígena?" Dijo Vissapragada.
Para el siguiente paso, recurrieron al modelado, para descubrir si los anillos podrían explicar el tamaño de los planetas súper hinchados conocidos. La respuesta fue sí, para algunos de ellos. Pero no todos.
"Estos planetas tienden a orbitar muy cerca de sus estrellas anfitrionas, lo que significa que los anillos tendrían que ser rocosos, en lugar de hielo". Dijo Piro. "Pero los radios de los anillos rocosos solo pueden ser tan grandes, a menos que la roca sea muy porosa, por lo que no todas las superpoblaciones encajarían en estas restricciones".
También hubo otras advertencias. El planeta tendría que ser aplanado a una forma más ovalada para evitar que los anillos se deformaran; Saturno es el planeta más aplanado en el Sistema Solar debido a su rápida velocidad de rotación. Exoplanetas que son bloqueado por marea hacia su estrella, lo que significa que su rotación tiene el mismo período que su órbita, puede estar girando demasiado lento para crear esta forma.
Dadas estas limitaciones, se descubrió que tres exoplanetas en particular eran buenos candidatos para tener anillos. Kepler 87c y Kepler 117c Ambos son más grandes que Neptuno, pero con masas de solo 6,4 y 7,5 veces la de la Tierra, respectivamente, por lo que su densidad es muy baja.
El tercero, HIP 41378f, se anunció cuando Piro y Vissapragada estaban terminando su manuscrito, y lo encontraron "especialmente emocionante" en el contexto de sus hallazgos, dado lo bien que cumple con todas sus limitaciones. De hecho, el papel anunciando el descubrimiento incluso mencionó los anillos como una forma potencial de explicar las extrañas propiedades del exoplaneta.
Nuestros instrumentos actuales no son lo suficientemente potentes como para hacer un seguimiento para tratar de buscar anillos, pero el equipo cree que el telescopio espacial James Webb, que se lanzará el próximo año, estará listo para la tarea. Esperan que observaciones más detalladas ayuden a descubrir el misterio de al menos algunas súper bocanadas, y finalmente nos revelen en detalle los gloriosos anillos de exoplanetas.
"La confirmación de la presencia de anillos rocosos en algunos casos no solo sería un descubrimiento nuevo y sorprendente, sino que también proporcionaría información importante sobre estos planetas". escribieron en su papel.
La investigación ha sido publicada en El diario astronómico.