Exoplanetas: más calientes, más oscuros, más antiguos

• Mayo 5, 2024

Nuestro Sistema Solar era el único que conocíamos. Los astrónomos lo usaron para explicar cómo se hicieron los sistemas estelares a partir de las sobras de la formación estelar, y por qué los pequeños planetas rocosos estaban más cerca del Sol y los gigantes gaseosos más lejos. ¡Pero cuidado con la teoría basada en un solo ejemplo! Ahora sabemos de miles de planetas alrededor de otros soles, y las teorías deben revisarse. Estos son algunos de los planetas asombrosos que hemos encontrado.

KELT-9 b, el planeta más caliente
Júpiter está cinco veces más lejos del Sol que la Tierra. Sin embargo, un Júpiter caliente como KELT-9 b es un planeta gigante que orbita cerca de su estrella, mucho más cerca de lo que Mercurio está del Sol. A unos 650 años luz de distancia en la constelación de Cygnus, este Júpiter caliente está recorriendo su estrella KELT-9 cada 36 horas. No solo está treinta veces más cerca de la estrella que la Tierra del Sol, sino que su estrella es el doble de caliente que el Sol.

KELT-9 b está bloqueado por la marea, por lo que su lado de día siempre se enfrenta a la estrella. El lado frío del planeta es 2000 ° C (3600 ° F), y el lado soleado es más del doble de caliente. El planeta es más caliente que la mayoría de las estrellas en la galaxia. De hecho, su atmósfera es bastante similar a una estrella, que contiene elementos pesados ​​vaporizados como el hierro y el titanio.

Te preguntarás por qué, si KELT-9 b es tan estelar, no es una estrella. Pero el tremendo calentamiento es causado por KELT-9: es externo al planeta. El calor de una estrella se genera internamente por fusión nuclear.

Este calor feroz está evaporando la atmósfera del planeta. Si pudiéramos revisar KELT-9 en unos pocos millones de años, no habría señales del planeta. Todo su gas se habría evaporado.

TrES-2 b, el planeta más oscuro
Como un nombre de estrella, GSC 03549-02811 carece del atractivo de, digamos, Antares o Bellatrix, pero la estrella es de gran interés. Es similar en tipo y edad al Sol, y también tiene al menos un planeta. La estrella está a 750 años luz de distancia en la constelación Draco (el Dragón), y a diferencia del Sol, es la estrella principal de un sistema binario. El compañero es una enana naranja separada de ella por 230 UA. (Una AU - unidad astronómica - es la distancia de la Tierra al Sol).

El sistema habitual para nombrar un exoplaneta haría que el planeta GSC 03549-02811 b. Afortunadamente, el planeta se llama TrES-2 b, que es, al menos, más corto. (Su nombre se deriva de la Encuesta Transatlántica de Exoplanetas).

El planeta TrES-2 b no se parece en nada a ninguno de los planetas del Sistema Solar. Es otro Júpiter caliente, y también es el planeta más oscuro conocido. Casi tan reflexivo como el carbón, devuelve menos del 1% de la luz que cae sobre él.

Pero, ¿por qué TrES-2 b es tan oscuro? Parece que hay tres razones. (1) Aunque Júpiter se ilumina con sus nubes reflectantes de amoníaco, a 1000 ° C (1800 ° F) hace demasiado calor para que se formen nubes en TrES-2 b. (2) Probablemente, el sodio y el potasio y otros químicos que absorben la luz, se vaporizan a la atmósfera. (3) Las dos primeras razones no explican completamente la oscuridad, por lo que hay otro factor que los astrónomos aún no entienden.

Sin embargo, a pesar de su falta de reflectividad, TrES-2 b no es completamente negro. Según el investigador David Spiegel, "hace tanto calor que emite un tenue resplandor rojo, muy parecido a una brasa o las bobinas de una estufa eléctrica".

PSR B1620-26 b, el planeta más antiguo
Messier 4 (M4) es un cúmulo globular A 12.400 años luz de distancia en la constelación de Scorpius. Un cúmulo globular es un cúmulo estelar densamente poblado donde las estrellas se unen por su gravedad mutua en una forma esférica. M4 es algo más abierto que la mayoría de los cúmulos globulares, pero tiene un núcleo denso. Tener estrellas cercanas podría interferir con la formación de planetas.

Entonces los astrónomos se preguntaron: ¿podría haber planetas en un cúmulo globular? La respuesta resulta ser sí. En 1993 se descubrió un planeta sorprendente en M4. Su designación oficial es PSR B1620-26 b, pero como tiene 12.7 mil millones de años, solo mil millones de años más joven que el Universo, los nombres populares son Matusalén y el planeta Génesis.

Además de su edad y ubicación, Matusalén es un planeta extraordinario en otros aspectos. Fue el primer planeta descubierto en un órbita circumbinaria. Esto significa que está en un sistema estelar binario, y orbita a ambas estrellas.

Matusalén es un gigante con 2.5 veces la masa de Júpiter, pero ¿cómo son las dos estrellas? Tienen al menos una característica en común: ambos están muertos. La estrella principal PST B1620-26 es una pulsar. Esa es una rotación rápida estrella neutrón, que es el núcleo comprimido de una estrella masiva destruida en una explosión de supernova. La estrella secundaria WD B1620-26 es una enano blanco, que es el remanente de una estrella similar al sol que se derrumbó, sin una explosión, después de que su combustible se agotara.

Al reconstruir la historia de este pequeño sistema complicado, los astrónomos piensan que el planeta se formó alrededor de la estrella solar que ahora es una enana blanca. Mientras pasaba por el núcleo lleno de gente de M4, el par fue capturado por una estrella de neutrones. Un encuentro estelar tan cercano generalmente sería raro en la Galaxia porque las estrellas están muy separadas, pero es posible en este entorno de mayor densidad.

Cuando la estrella similar al sol agotó su combustible de hidrógeno y se convirtió en un gigante rojo, parte de su materia se derramó sobre la estrella de neutrones, acelerando su rotación para formar un púlsar. Finalmente, el gigante rojo agotó su combustible y se convirtió en una enana blanca. El púlsar y el enano ahora están orbitando entre sí, y Matusalén orbita a la pareja a una distancia de 23 UA. Eso está un poco más lejos que Urano del Sol.

Podría haber un final triste para Matusalén en un futuro muy lejano. Eventualmente, el trío probablemente se verá perturbado por un encuentro con otra estrella. Si es así, es probable que el planeta sea expulsado de M4 hacia el gran espacio vacío entre las estrellas.

Instrucciones De Vídeo: Infernal KELT-9b Más Caliente que una Estrella! Descubren Exoplaneta con Nubes de Hierro y Titanio (Mayo 2024).