Hay un tipo de exoplaneta al que los astrónomos a veces se refieren como planetas de algodón de azúcar, o superpozos. Son misteriosos, porque sus masas no coinciden con sus radios extremadamente grandes. Las dos características implican un planeta con una densidad extremadamente baja.
En nuestro Sistema Solar, no hay nada como ellos, y encontrarlos en sistemas solares distantes ha sido desconcertante. Ahora un par de astrónomos podrían haberlo descubierto.
Los astrónomos son Anthony Piro de la Universidad Carnegie y Shreyas Vissapragada, en Caltech. Su artículo se titula "Explorando si las súper bocanadas se pueden explicar como exoplanetas anillados". Está publicado en The Astronomical Journal.
"Comenzamos a pensar, ¿qué pasaría si estos planetas no son aireados como algodón de azúcar", dijo Piro en un comunicado de prensa. "¿Qué pasa si las súper bocanadas parecen tan grandes porque en realidad están rodeadas de anillos?"
Los cazadores de planetas han encontrado más de 4,000 exoplanetas confirmados. Con una observación cuidadosa, los astrónomos pueden restringir las características del exoplaneta como la densidad, la masa, el tamaño e incluso si se encuentran en la zona habitable de su estrella. Pero no hay una forma real de determinar si estos objetos distantes tienen anillos.
Sería sorprendente si ninguno lo hiciera. Todos los gigantes gaseosos y gigantes de hielo en nuestro Sistema Solar tienen anillos, aunque solo los de Saturno son fácilmente discernibles.
La mayor parte de los exoplanetas se descubren con el método de tránsito. Eso implica observar cuidadosamente un planeta a medida que pasa entre su estrella anfitriona y nosotros. Basado en la pequeña caída en la luz de las estrellas que causa el tránsito del planeta, los astrónomos pueden detectar un planeta. También es cómo determinan las otras características de un planeta, junto con observar cómo la estrella se tambalea en respuesta al movimiento del planeta.
Pero el método de tránsito no puede decirle a los astrónomos si un planeta tiene anillos. En un experimento mental, los astrónomos se preguntaron cómo serían los planetas como Saturno para un observador distante.
"Comenzamos a preguntarnos, si nos miraras desde un mundo distante, ¿reconocerías a Saturno como un planeta anillado, o parecería ser un planeta hinchado para un astrónomo alienígena?" Vissapragada preguntó.
En su artículo, los investigadores dicen: "Un ejemplo útil a considerar es el de Saturno: promediado durante la temporada, si un observador externo midiera el tamaño de Saturno en tránsito sin tener en cuenta los anillos, subestimarían su densidad real en un factor de dos".
Se basaron en ese experimento mental con un experimento real o simulación. Los investigadores simularon un planeta anillado que pasaba frente al Sol, y cómo sería para un astrónomo distante con los poderosos instrumentos de observación. También estudiaron los tipos de material en los anillos que afectarían las observaciones.
Los resultados fueron mixtos. Según su trabajo, los anillos pueden explicar algunos planetas hinchados, pero no todos. En su artículo, dicen: "Encontramos que esta explicación funciona para algunas de las súper bocanadas, pero para otras tiene dificultades". Parte de la explicación de estos resultados incluye los espectros sin características de los planetas hinchados.
En su artículo, los autores dicen: "Aquí consideramos si <los planetas hinchados> podrían tener radios inferidos grandes porque de hecho están anillados. Naturalmente, esto explicaría por qué las super-bocanadas hasta ahora solo han mostrado espectros de tránsito sin características ". Normalmente un exoplaneta tendrá un espectro, pero con anillos, no hay ninguno.
Los autores continúan: “Encontramos que esta hipótesis puede funcionar en algunos casos, pero no en todos. La proximidad de las súper bocanadas a sus estrellas madre requiere anillos con una composición rocosa en lugar de helada ". Eso a su vez pone un límite a los radios de los propios anillos.
Y el límite en el radio significa que los anillos podrían explicar algunos planetas hinchados, pero no todos. Según el documento, "hace difícil explicar el gran tamaño de Kepler 51b, 51c, 51d y 79d a menos que los anillos estén compuestos de material poroso". Los tres planetas Kepler 51 son todos planetas hinchados, y son los tres con las densidades más bajas conocidas. De hecho, aunque todos son planetas del tamaño de Júpiter, sus masas son solo unas pocas veces mayores que las de la Tierra.
En un comunicado de prensa, el coautor Piro lo explicó de esta manera: “Estos planetas tienden a orbitar cerca de sus estrellas anfitrionas, lo que significa que los anillos deberían ser rocosos, en lugar de hielo. Pero los radios de los anillos rocosos solo pueden ser tan grandes, a menos que la roca sea muy porosa, por lo que no todas las superpoblaciones encajarían en estas restricciones ”.
El material que forma un anillo rocoso solo puede ser tan denso y solo puede hacer anillos de cierto tamaño. Si es demasiado denso y demasiado distante del planeta, se combinará en satélites.
El par de investigadores dice que al menos tres planetas de hojaldre observados probablemente pueden explicarse por anillos: Kepler 87c y 177c, así como HIP 41378f. Kepler 87c es tan grande como Neptuno, sin embargo, es solo 6,4 veces más grande que la Tierra. Los otros dos en su lista tienen una discrepancia similar entre tamaño y masa.
Desafortunadamente, como muchos problemas en astronomía, no tenemos el poder de observación para averiguar si esta investigación es precisa. Las observaciones terrestres se han acercado a objetivos brillantes, pero las estrellas anfitrionas de los planetas hinchados conocidos son demasiado tenues. (La única excepción es HIP 41278 f, que se anunció como un nuevo planeta cuando el par de autores estaban completando este documento). También como otros problemas en astronomía, tenemos que esperar a que el telescopio espacial James Webb arroje algo de luz sobre la cuestión. Ninguna instalación de observación actual es capaz de detectar anillos alrededor de exoplanetas.
Si se confirma que alguno de estos exoplanetas tiene anillos, será un avance importante. Les daré a los astrónomos una comprensión mucho mejor de cómo se formaron los sistemas planetarios y cómo evolucionaron.
Más:
- Comunicado de prensa: ¿Qué pasaría si los misteriosos planetas "Cotton Candy" en realidad son anillos deportivos?
- Documento de investigación: Explorando si las súper bocanadas se pueden explicar como exoplanetas anillados
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