Los astrónomos han encontrado dos planetas alrededor de dos estrellas separadas que sucumben al intenso calor de sus estrellas. Ambos se están desintegrando ante nuestros ojos telescópicos, dejando senderos de escombros similares a los de un cometa. Ambos son planetas ultra cortos (USPS) que orbitan sus estrellas rápidamente.
Estos planetas son una rara subclase de USPS que no son lo suficientemente masivas como para aferrarse a su material. Los astrónomos conocen solo otros tres planetas en desintegración.
Los USP son conocidos por sus órbitas extremadamente rápidas, algunos completan una órbita en solo unas pocas horas. Como están extremadamente cercanos a sus estrellas, están sujetos a un calor intenso, radiación estelar y gravedad.
Muchos USP están bloqueados por la marea en su estrella, convirtiendo el lado de las estrellas en un infierno. USPS rara vez excede dos radios de la Tierra, y los astrónomos piensan que aproximadamente 1 de cada 200 estrellas similares a las del sol tiene una. Solo fueron descubiertos recientemente y están empujando los límites de nuestra comprensión de los sistemas planetarios.
Hay muchas preguntas sin respuesta sobre USPS. Su mecanismo de formación no está claro, aunque probablemente emigraron a sus posiciones en lugar de formarse allí. Son difíciles de observar debido a su proximidad a sus estrellas, haciendo que las preguntas sobre sus estructuras sean difíciles de responder.
Afortunadamente, dos equipos separados de investigadores han visto los dos USPS en desintegración. Mientras derraman su contenido en el espacio en las colas, están dando a los astrónomos la oportunidad de ver qué hay dentro de ellos.
Las nuevas observaciones se encuentran en dos documentos nuevos disponibles en el sitio pre-prensado arxiv.org. Uno es “Un planeta rocoso desintegrador con colas prominentes en forma de cometa alrededor de una estrella brillante.“El autor principal es Marc Hon, un investigador postdoctoral en la oficina de ciencias de MIT Tess. Este documento se conoce en adelante como el estudio del MIT.
“Reportamos el descubrimiento de BD+054868AB, un exoplaneto de transitación que orbita un K-Dwarf brillante con un período de 1.27 días”, escriben los autores. La nave espacial TESS encontró el planeta, y sus observaciones “revelan profundidades de tránsito variable y perfiles de tránsito asimétrico”, dice el documento.
Esas son características del polvo que provienen del planeta condenado y las colas formadoras: una en el borde de ataque y otra en el borde posterior. El tamaño de partícula de polvo en cada cola es diferente, con el sendero principal que contiene polvo más grande y la cola posterior que contiene granos más finos.
“La tarifa a la que el planeta se está evaporando es completamente cataclísmico, y somos increíblemente afortunados de ser testigos de las últimas horas de este planeta moribundo”, “”, “”, “”, “,”
Marc Hon, oficina de ciencias de MIT Tess
“El planeta desintegrador que orbita BD+05 4868 A tiene las colas de polvo más prominentes hasta la fecha”, dijo el autor principal Hon. “Las colas de polvo que emanan del planeta que evaporan rápidamente son gigantescas. Su longitud de aproximadamente 9 millones de km rodea en la mitad de la órbita del planeta alrededor de la estrella cada 30 horas y media”, agregó.
El estudio del MIT muestra que el planeta está perdiendo masa a una tasa de 10 masas terrestres de material por mil millones de años. Dado que el objeto es probablemente solo aproximadamente del tamaño de la luna de la Tierra, se destruirá totalmente en solo unos pocos millones de años.
“La tasa a la que el planeta se está evaporando es completamente cataclísmico, y somos increíblemente afortunados de ser testigos de las últimas horas de este planeta moribundo”, dijo Hon.
La estrella anfitriona es probablemente un poco mayor que el sol y tiene un enano rojo compañero separado por aproximadamente 130 UA. Los autores piensan que el planeta es un gran candidato para estudios de seguimiento con el JWST. La estrella no solo es brillante, sino que los tránsitos son profundos. Debido a las colas líderes y posteriores, los tránsitos pueden durar hasta 15 horas.
“El brillo de la estrella del huésped, combinado con los tránsitos relativamente profundos del planeta (0.8? 2.0%), presenta BD+054868AB como un objetivo principal para los estudios compositivos de exoplanetas rocosas e investigaciones sobre la naturaleza de los planetas catastróficos que evaporan”, explican.
“Lo que también es muy emocionante sobre BD+05 4868 AB es que tiene la estrella anfitriona más brillante de los otros planetas en desintegración, aproximadamente 100 veces más brillantes que K2-22, estableciéndolo como un punto de referencia para futuros estudios en desintegración de tales sistemas”, dijo Avi Shorer, científico investigador del Instituto MIT Kavli para la Investigación de Astrofísica e Espacio y coautor del documento del MIT.
“Antes de nuestro estudio, los otros tres planetas en desintegración conocidos estaban alrededor de estrellas débiles, haciéndolas difíciles de estudiar”, agregó.
El segundo artículo es “Un mundo rocoso desintegrador envuelto en polvo y gas: observaciones de IR Mid-IR de K2-22B usando JWST.“El autor principal es Nick Tusay, un estudiante de doctorado en Penn State que trabaja en el Centro de Exoplanetas y Mundos habitables. Este documento se conoce en adelante como el Estudio de Penn State.
“Los efluentes que subliman en la superficie y se condensan en el espacio son probablemente representativos de las capas interiores anteriormente transportadas de forma convectiva a la superficie fundida”, escriben los autores.
En este trabajo, los astrónomos pudieron observar sus escombros con el Miri de JWST y también con otros telescopios. Las observaciones muestran que no es probable que el material proveniente de la USP sea material núcleo dominado por el hierro. En cambio, son “consistentes con alguna forma de minerales de silicato de magnesio, probablemente del material del manto”, explican los autores.
“Estos planetas literalmente están derramando sus entrañas en el espacio para nosotros, y con JWST finalmente tenemos los medios para estudiar su composición y ver de qué planetas que orbitan otras estrellas realmente están hechos”, dijo el autor principal Tusay.
No podemos ver lo que hay dentro de los planetas en nuestro sistema solar, aunque las ondas sísmicas y otras observaciones les dan a los científicos una idea bastante buena sobre el interior de la Tierra. Al examinar las entrañas provenientes de K2-22B, los astrónomos están aprendiendo no solo sobre el planeta sino, por extensión, sobre otros planetas rocosos. La ironía es que están tan lejos.
“K2-22B tiene un perfil de tránsito asimétrico, ya que la polvorienta nube de efluentes del planeta aparece en la vista frente a la estrella, que muestra evidencia de colas extendidas como un cometa”.
“Es una oportunidad notable y fortuita para
Comprender los interiores del planeta terrestre “.Profesor Jason Wright, Astronomía y Astrofísica, Penn State
“Es notable que medir directamente el interior de los planetas en el sistema solar sea tan desafiante: solo tenemos un muestreo limitado del manto de la Tierra, y no hay acceso al de Mercurio, Venuso Marte—Pero aquí hemos encontrado planetas a cientos de años de luz que están enviando sus interiores al espacio y la luz de fondo para que nosotros estudie con nuestros espectrógrafos “, dijo Jason Wright, profesor de astronomía y astrofísica, coautor del Estudio de Estado Penn, y el supervisor de doctorado de Tusay.
“Es una oportunidad notable y fortuita para comprender los interiores del planeta terrestre”, agregó.
Mientras Tess descubrió el planeta en desintegración en el artículo anterior, Kepler encontró este durante su misión extendida de K2. Este orbita a su estrella M-Dwarf en solo 9.1 horas. La evidencia de su cola está en la variabilidad de su curva de luz. “La variabilidad dramática en la profundidad de tránsito de luz ligera (0–1.3%) combinada con la forma de tránsito asimétrico sugiere que estamos observando una nube transitoria de polvo que sublima fuera de la superficie de un planeta invisible”, afirma el documento del MIT.
Según los autores, esta podría ser la primera vez que vemos desgasificaciones de un planeta de vaporización. “Las características de longitud de onda Miri más cortas … pueden constituir las primeras observaciones directas de las características de gas de un planeta evaporal”, dice el documento.
“Inesperadamente, los modelos que mejor se ajustan a estas mediciones parecen ser especies derivadas de hielo (NO y CO2)”, escriben los autores. Aunque el espectro es ampliamente consistente con un cuerpo rocoso, la presencia de NO y CO2 es una bola curva. Estos materiales son más similares a los cuerpos helados como los cometas en lugar de los planetas rocosos.
“En realidad era una especie de ‘Who-Ordered-That?’ Momento “, dijo Tusay sobre encontrar las características heladas. Por esta razón, los investigadores están ansiosos por señalar nuevamente el JWST en el planeta para obtener más y mejores datos. Múltiples vías pueden generar estos resultados, y solo mejores datos pueden ayudar a los astrónomos a determinar lo que está sucediendo.
Aunque estamos en los primeros días de observar planetas como este, los científicos todavía tienen algunas expectativas. Estos resultados desafían esas expectativas, ya que muchos esperaban encontrar solo los restos de núcleo de hierro de estos USP.
“No sabíamos qué esperar”, dijo Wright, quien también fue coautor de un estudio anterior sobre cómo usar JWST para investigar estas colas exoplanetas. “Teníamos la esperanza de que aún pudieran tener sus mantos, o potencialmente incluso material de corteza que se estaba evaporando. El espectrógrafo de infrarrojo medio de JWST, Miri, era la herramienta perfecta para verificar, porque la corteza, el manto de silicato y los materiales de núcleo de hierro transmitirían la luz en diferentes formas en que JWST podría distinguir espectroscópicamente “, agregó Wright.
A continuación, ambos equipos de científicos esperan señalar el JWST en BD+05 4868 AB del estudio MIT. Su estrella es mucho más brillante que las otras estrellas conocidas por organizar USPS en desintegración de USP. Una fuente de luz brillante hace que sea mucho más fácil para el JWST obtener resultados más fuertes.
“Lo que también es muy emocionante sobre BD+05 4868 AB es que tiene la estrella anfitriona más brillante de los otros planetas en desintegración, aproximadamente 100 veces más brillantes que K2-22, estableciéndolo como un punto de referencia para futuros estudios en desintegración de tales sistemas”, dijo Avi Shorer, científico investigador del Instituto MIT Kavli para la Astrofísica e Investigación Espacial y coautor del Proyecto MIT.
“Antes de nuestro estudio, los otros tres planetas en desintegración conocidos estaban alrededor de estrellas débiles, haciéndolas difíciles de estudiar”, agregó.
Cuando se lanzó el JWST, no tenía como objetivo observar los exoplanetas desintegradores. Pero esta investigación muestra una nueva forma de usar el poderoso telescopio. Solturas como esta son parte de cada nuevo telescopio u esfuerzo de observación, y los investigadores a menudo les esperan.
“La calidad de los datos que deberíamos obtener de BD+05 4868 A será exquisita”, dijo Shorer. “Estos estudios han demostrado la validez de este enfoque para comprender los interiores exoplanetarios y han abierto la puerta a una línea de investigación completamente nueva con JWST”.
Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Leer el artículo original.