Estrellas devoradoras de planetas

Estrellas devoradoras de planetas similares a la Tierra Estrellas devoradoras de planetas similares a la Tierra.

Algunas estrellas similares al Sol son devoradoras de planetas rocosos como la tierra.

Durante su desarrollo «ingieren» grandes cantidades de material rocoso del que están hechos los planetas «terrestres» como la Tierra, Marte y Venus.

Ahora, Trey Mack, un estudiante graduado en astronomía de la Universidad de Vanderbilt, ha desarrollado un modelo que estima el efecto que una dieta de este tipo tiene en la composición química de una estrella, y lo ha utilizado para analizar un par de estrellas gemelas que tienen sus propios planetas.

Según los astrónomos, la nueva técnica servirá para que los astrónomos comprendan mejor el proceso de formación de los planetas, y ayudará en la búsqueda de exoplanetas (planetas fuera del sistema solar) similares a la Tierra.

Las estrellas consisten en hidrógeno y helio en una proporción mayor al 98%.

Todos los otros elementos constituyen menos del 2% de su masa.

Arbitrariamente los astrónomos han definido como «metálicos» a todos los elementos más pesados que el hidrógeno y el helio, y han acuñado el término «metalicidad» para referirse a la relación entre la abundancia relativa del hierro al hidrógeno en la composición química de una estrella.

Desde mediados de la década de 1990 cuando los astrónomos desarrollaron la capacidad de detectar exoplanetas en gran número, se han realizado varios estudios que tratan de vincular la metalicidad de las estrellas con la formación de planetas.

En uno de esos estudios, los investigadores del Laboratorio Nacional de Los Alamos argumentaron que las estrellas con alta metalicidad son más propensas a desarrollar sistemas planetarios que aquellas con baja metalicidad.

Otro estudio concluyó que los planetas calientes de tamaño similar al de Júpiter se encuentran predominantemente alrededor de estrellas con alta metalicidad, mientras que los planetas más pequeños rodean estrellas con un rango amplio de contenido metálico.

Basándose en el trabajo del coautor Simon Schuler, de la Universidad de Tampa, que amplió el examen de la composición química de las estrellas más allá de su contenido de hierro, Mack llevó el análisis un paso más allá al estudiar la abundancia de 15 elementos específicos relativos a los del Sol.

Estaba particularmente interesado en elementos como aluminio, silicio, calcio y hierro que tienen puntos de fusión por encima de los 1.200 grados Fahrenheit (600 grados Celsius), ya que por ser materiales refractarios sirven como bloques de construcción para los planetas similares a la Tierra.

Los investigadores decidieron aplicar la nueva técnica a un par de estrellas binarias que albergan planetas (designadas HD 20781 y HD 20782).

Ambas estrellas se deberían de haber condensado a partir de la misma nube de gas y polvo, y por lo tanto, deberían haber comenzado con la misma composición química.

Este par binario en particular es el primero que se ha descubierto en el que ambas estrellas tienen planetas propios.

Ambas estrellas del par binario son estrellas enanas de clase G similares al Sol. Una de ellas tiene en su órbita cercana a dos planetas de tamaño similar al de Neptuno.

La otra solo tiene un planeta de tamaño similar al de Júpiter, que sigue una órbita muy excéntrica.

La diferencia en sus sistemas planetarios hacen que las dos estrellas sean ideales para estudiar la conexión entre los exoplanetas y la composición química de sus anfitrionas estelares.

Cuando analizaron el espectro de las dos estrellas los astrónomos encontraron que la abundancia relativa de los elementos refractarios era significativamente mayor que la del Sol.

También encontraron que cuanto mayor era la temperatura de fusión de un elemento en particular, mayor era su abundancia, una tendencia que sirve como una firma convincente de la ingestión de material rocoso similar al de la Tierra.

Se calcula que cada una de las gemelas debió haber consumido de 10 a 20 masas terrestres de material rocoso adicional para producir las firmas químicas.

En concreto, la estrella con el planeta del tamaño de Júpiter parece haber consumido diez masas terrestres adicionales, mientras que la estrella con los dos planetas del tamaño de Neptuno consumió 20 adicionales.

Los resultados apoyan la idea sobre la vinculación de la composición química de una estrella y la naturaleza de su sistema planetario.

Siguiendo esta lógica, no es probable que ninguna de las gemelas binarias posea planetas terrestres.

En una de las gemelas, los dos planetas del tamaño de Neptuno orbitan muy cerca de la estrella, a un tercio de la distancia entre la Tierra y el Sol.

En la otra gemela, el planeta del tamaño de Júpiter pasa mucho tiempo en los confines del sistema planetario, pero su órbita excéntrica también lo lleva muy cerca de la estrella.

Los astrónomos especulan que la razón por la que la estrella con los dos planetas del tamaño de Neptuno consumió más material terrestre que su gemela es porque los dos planetas fueron más eficientes en empujar el material hacia su estrella que el planeta solitario del tamaño de Júpiter en la otra estrella.

Si la firma química de las estrellas de clase G, que consumen planetas rocosos resulta ser universal, será posible establecer si una estrella es candidata a albergar planetas rocosos similares a la Tierra.

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Fuente: Vanderbilt University
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