Un patrón misterioso sugiere que los exoplanetas en realidad podrían estar encogiéndose en el espacio

Bien más de 4.000 Hasta la fecha se han identificado y confirmado exoplanetas que orbitan otras estrellas de la Vía Láctea. A partir de esa población, ha surgido un patrón curioso: hay muy pocos exoplanetas entre 1,5 y 2 veces el tamaño de la Tierra orbitando cerca de sus estrellas, un fenómeno conocido como brecha de radio de planeta pequeño.

¿Adonde se fueron todos? ¿Existieron siquiera para empezar? Es un misterio extraño, pero es posible que una nueva investigación nos haya acercado a una respuesta. Según las observaciones, simulaciones y modelos, es probable que esos exoplanetas existieran y se redujeran durante miles de millones de años.

“El punto principal es que los planetas no son las esferas estáticas de rocas y gas que a veces tendemos a pensar en ellos”. dijo el astrofísico Trevor David del Flatiron Institute en la ciudad de Nueva York.

La brecha del radio de los planetas pequeños, identificada por primera vez en 2017, es interesante porque se encuentra entre dos clasificaciones de exoplanetas: mundos del tamaño de la Tierra y mini-Neptuno que son más pequeños que Neptuno, pero que aún tienen atmósferas muy gruesas similares a las de Neptuno.

Hay varios escenarios posibles que los científicos han propuesto para explicar esta extraña anomalía. Una es que pueden tener formado de esa manera, a partir de nubes de material que son demasiado escasas para construir una atmósfera similar a la de Neptuno, pero la teoría principal es que los exoplanetas inicialmente se formaron más grandes, antes de contraerse más tarde debido a la pérdida atmosférica.

Esta idea ha sido investigada antes, pero David y su equipo agregaron un nuevo parámetro a su análisis: las edades de los exoplanetas, que se forman al mismo tiempo que sus estrellas.

Seleccionaron un grupo de exoplanetas de menos de 10 veces el tamaño de la Tierra del Encuesta de California-Kepler, un proyecto para medir las propiedades precisas de los exoplanetas y sus estrellas anfitrionas.

Estos datos les permitieron obtener con precisión una población del rango de tamaño correcto. Luego, calcularon las edades de las estrellas usando su composición química y fluctuaciones de luz, dos propieda des que están relacionadas con la edad de una estrella.

A partir de ahí, el siguiente paso fue dividir los sistemas en dos poblaciones: los menores de unos 2 mil millones de años y los mayores. (El Sistema Solar, por contexto, tiene unos 4.600 millones de años). Una vez que lo hicieron, los investigadores notaron un patrón interesante.

La brecha de masa no está completamente vacía, como ve, y la distribución de exoplanetas en esa brecha parecía estar dividida por edad. Para los sistemas más jóvenes, la brecha estaba más vacía en la región de 1,6 radios terrestres. Para los sistemas más antiguos, estaba más vacío alrededor de 1.8 radios terrestres.

El equipo de investigación interpretó esto en el sentido de que algunos mini-Neptunes se encogen drásticamente a lo largo de miles de millones de años, perdiendo sus atmósferas para finalmente dejar solo un núcleo desnudo, algo que podemos haber observado en exoplanetas.

Por encima de cierto límite crítico, los mini-Neptunes tienen suficiente masa para aferrarse gravitacionalmente a sus atmósferas, lo que da como resultado la brecha observada.

En cuanto a qué está causando la pérdida atmosférica, aún se desconoce.

Un escenario propuesto es asteroide o bombardeo de meteoritos. Dado que el proceso observado lleva miles de millones de años, eso es poco probable, concluyeron los investigadores; el bombardeo destruiría una atmósfera en escalas de tiempo mucho más cortas, menos de 100 millones de años.

Eso deja dos opciones principales. El primero es fotoevaporación, donde la proximidad entre la estrella y el planeta es suficiente para que la radiación de la estrella destruya la atmósfera. El segundo es el enfriamiento del núcleo, donde el calor que escapa del núcleo planetario ingresa a la atmósfera y ayuda a eliminarlo desde adentro.

Estos dos procesos diferentes ocurren en diferentes escalas de tiempo, y ambos se ajustan a las observaciones del equipo. Esto significa que se requieren más análisis para determinar qué, exactamente, está encogiendo los exoplanetas.

“Probablemente ambos efectos son importantes”, David dijo, “pero necesitaremos modelos más sofisticados para saber cuánto contribuye cada uno de ellos y cuándo”.

La investigación ha sido publicada en El diario astronómico.

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