Planetas hinchados pierden atmósferas y se convierten en súper-Tierras

 

Astrónomos han identificado dos casos diferentes de planetas "mini-Neptuno" que están perdiendo sus atmósferas hinchadas y probablemente transformándose en súper-Tierras.

La radiación de las estrellas de los planetas está despojando sus atmósferas, haciendo que el gas caliente escape como el vapor de una olla de agua hirviendo.

Los hallazgos, publicados en dos artículos separados en The Astronomical Journal, ayudan a pintar una imagen de cómo se forman y evolucionan mundos exóticos como estos.

   Los mini-neptunos son una clase de exoplanetas, que son planetas que orbitan estrellas fuera de nuestro sistema solar. Estos mundos, que son versiones más pequeñas y densas del planeta Neptuno, consisten en grandes núcleos rocosos rodeados por gruesas capas de gas.

   En los nuevos estudios, un equipo de astrónomos dirigido por Caltech utilizó el Observatorio W. M. Keck en la cima de Maunakea en Hawái para estudiar uno de los dos planetas mini-Neptuno en el sistema estelar llamado TOI 560, ubicado a 103 años luz de distancia; y utilizaron el Telescopio Espacial Hubble para observar dos mini-Neptunos que orbitan HD 63433, ubicados a 73 años luz de distancia.

   Sus resultados muestran que el gas atmosférico se escapa del mini-Neptuno más interno en TOI 560, llamado TOI 560.01, y del mini-Neptuno más externo en HD 63433, llamado HD 63433 c. Esto sugiere que podrían estar convirtiéndose en súper-Tierras.

   "La mayoría de los astrónomos sospechaban que los mini-Neptunos jóvenes y pequeños debían tener atmósferas que se evaporaban", dice en un comunicado Michael Zhang, autor principal de ambos estudios y estudiante graduado en Caltech. "Pero nadie había atrapado uno en el proceso de hacerlo hasta ahora".

   El estudio también encontró, sorprendentemente, que el gas alrededor de TOI 560.01 escapaba predominantemente hacia la estrella.

   "Esto fue inesperado, ya que la mayoría de los modelos predicen que el gas debería alejarse de la estrella", dice la profesora de Ciencias Planetarias Heather Knutson, asesora de Zhang y coautora del estudio. "Todavía tenemos mucho que aprender sobre cómo funcionan estos flujos de salida en la práctica".

Desde que se descubrieron los primeros exoplanetas que orbitaban estrellas similares al Sol a mediados de la década de 1990, se han encontrado miles de otros. Muchos de estos orbitan cerca de sus estrellas, y los más pequeños y rocosos generalmente se dividen en dos grupos: mini-Neptunos y súper-Tierras.

Los planetas de este tipo no se encuentran en nuestro sistema solar. Las súper-Tierras son tan grandes como 1,6 veces el tamaño de la Tierra (y ocasionalmente tan grandes como 1,75 veces el tamaño de la Tierra), mientras que los mini-Neptunos tienen entre dos y cuatro veces el tamaño de la Tierra. Se han detectado pocos planetas con tamaños entre estos dos tipos de planetas.

 Una posible explicación de esta brecha es que los mini-Neptunos se están transformando en súper-Tierras. Se teoriza que los mini-neptunos están protegidos por atmósferas primordiales hechas de hidrógeno y helio.

El hidrógeno y el helio sobran de la formación de la estrella central, que nace de nubes de gas.

Si un mini-Neptuno es lo suficientemente pequeño y está lo suficientemente cerca de su estrella, los rayos X estelares y la radiación ultravioleta pueden eliminar su atmósfera primordial durante un período de cientos de millones de años, teorizan los científicos.

Esto dejaría atrás una súper Tierra rocosa con un radio sustancialmente más pequeño que, en teoría, aún podría retener una atmósfera relativamente delgada similar a la que rodea a nuestro propio planeta.

   "Un planeta en la brecha tendría suficiente atmósfera para aumentar su radio, lo que le permitiría interceptar más radiación estelar y, por lo tanto, permitiría una rápida pérdida de masa", dice en un comunicado Zhang. "Pero la atmósfera es lo suficientemente delgada como para perderse rápidamente. Es por eso que un planeta no permanecería en la brecha por mucho tiempo".

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