¿La evolución de las mareas hace que las estrellas coman planetas?

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Con el éxito de la misión Kepler, la viabilidad de buscar planetas a través de tránsitos ha alcanzado la madurez. Según el porcentaje de estrellas con planetas súper jovianos en las cercanías del Sol, una observación del Hubble realizada en el cúmulo globular 47 Tuc esperaba encontrar aproximadamente 17 "Júpiter calientes". Sin embargo, no se encontró ninguno. Los estudios de seguimiento en otras regiones de 47 Tuc, publicados en 2005, también informaron una falta similar de señales.

¿Podría el sutil efecto de las fuerzas de marea haber causado que los planetas sean consumidos por sus estrellas madre?

Dentro de nuestro sistema solar, los efectos de las influencias de las mareas son más sutiles que la destrucción planetaria. Pero en estrellas con planetas masivos en órbitas estrechas, los efectos pueden ser muy diferentes. Como un planeta orbitaría a su estrella madre, su atracción gravitacional atraería la fotosfera de la estrella hacia ella. En un entorno sin fricción, el bulto elevado permanecería directamente debajo del planeta. Como el mundo real tiene una fricción real, el bulto será desplazado.

Si la estrella gira más lentamente que las órbitas del planeta (un escenario probable de cierre en los planetas ya que las estrellas se ralentizan a través de la ruptura magnética durante la formación), el bulto se arrastrará detrás del planeta ya que el tirón tiene que competir contra el material fotosférico a través del cual se tira. Este es el mismo efecto que ocurre entre el sistema Tierra-Luna y es por eso que no tenemos mareas cuando la luna está en lo alto, sino que las mareas ocurren algún tiempo después. Este bulto rezagado crea un componente de la fuerza gravitacional opuesta a la dirección de movimiento del planeta, ralentizándolo. A medida que pasa el tiempo, el planeta es arrastrado más cerca de la estrella por este torque que aumenta la fuerza gravitacional y acelera el proceso hasta que el planeta finalmente ingresa a la fotosfera de la estrella.

Dado que los descubrimientos de tránsito dependen de que el plano orbital de los planetas esté exactamente en línea con su estrella madre y nuestro planeta, esto favorece a los planetas en una órbita muy estrecha ya que los planetas más alejados tienen más probabilidades de pasar por encima o por debajo de su estrella madre cuando se ven desde la Tierra. El resultado de esto es que los planetas que potencialmente podrían ser descubiertos por este método son especialmente propensos a esta desaceleración y destrucción de las mareas. Este efecto con la combinación de la vejez de 47 años en Tuc puede explicar la escasez de descubrimientos.

Utilizando una simulación de Montecarlo, un artículo reciente explora esta posibilidad y descubre que, con los efectos de las mareas, la no detección en 47 Tuc se explica por completo sin la necesidad de incluir razones adicionales (como la deficiencia de metales en el grupo). Sin embargo, para ir más allá de simplemente explicar un resultado nulo, el equipo hizo varias predicciones que servirían para confirmar la destrucción de tales planetas. Si un planeta se consumiera por completo, los elementos más pesados ​​deberían estar presentes en las atmósferas de su estrella madre y, por lo tanto, ser detectables a través de sus espectros en contraste con la composición química general del cúmulo. Los planetas que fueron despojados de atmósferas por marea al llenar sus lóbulos de Roche todavía podrían detectarse como un exceso de súper Tierras rocosas.

Otra prueba podría resolver la comparación entre varios de los grupos abiertos visibles en el estudio Kepler. Si los astrónomos encuentran una disminución en la probabilidad de encontrar Júpiter calientes correspondientes a una disminución con la edad del grupo, esto también confirmaría la hipótesis. Dado que existen varios de estos grupos dentro del área planificada para la encuesta Kepler, esta opción es la más accesible. En última instancia, este resultado deja en claro que, si los astrónomos confían en los métodos más adecuados para planetas de período corto, pueden necesitar expandir su ventana de observación lo suficiente, ya que los planetas con un período suficientemente corto pueden ser propensos a ser consumidos.

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