Astronomía

¿Qué posibilidades hay de los sistemas de triple planeta?

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¿Es probable que alguna vez descubra tres planetas de masa similar girando alrededor de un baricentro común, o tal sistema sería demasiado inestable? Tal sistema de triple planeta se vería como un triángulo de vez en cuando.


Noticias de la NASA: los astrónomos 'clavan' el planeta en un sistema estelar triple increíblemente raro

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NASA descubre & # 039second Earth & # 039 llamado Kepler-452B

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Los astrónomos de la NASA han nombrado al exoplaneta distante KOi-5Ab después de su descubrimiento inicial en 2009. KOi-5Ab fue solo el segundo planeta candidato encontrado por la misión Kepler de la NASA, pero su estudio fue descartado a medida que llegaban más y más datos del telescopio de búsqueda de planetas. . Para cuando la agencia espacial estadounidense retiró la misión Kepler, el telescopio había descubierto casi 2.400 exoplanetas que orbitaban estrellas mucho más allá de nuestro sistema solar, junto con 2.366 exoplanetas candidatos adicionales.

Tendencias

Según David Ciardi, científico jefe del Instituto de Ciencia Exoplaneta de la NASA, KOi-5Ab fue inicialmente abandonado debido a la gran cantidad de descubrimientos que hizo Kepler durante sus casi 10 años de ejecución.

Esos primeros estudios parecieron revelar un mundo de aproximadamente la mitad del tamaño de Saturno en un sistema compuesto por múltiples estrellas.

El Dr. Ciardi dijo: "KOi-5Ab fue abandonado porque era complicado y teníamos miles de candidatos.

"Hubo elecciones más fáciles que KOi-5Ab, y estábamos aprendiendo algo nuevo de Kepler todos los días, por lo que KOi-5Ab se olvidó en su mayor parte".

Noticias de la NASA: El exoplaneta fue descubierto por primera vez por el telescopio Kepler en 2009 (Imagen: NASA)

Noticias de la NASA: el planeta KOi-5Ab está en un sistema con tres estrellas orbitando entre sí (Imagen: NASA)

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Pero el interés en el inusual planeta se renovó gracias al Satélite de reconocimiento de exoplanetas en tránsito de la NASA o TESS, el telescopio espacial de búsqueda de planetas de próxima generación.

TESS busca exoplanetas mirando las estrellas en busca de pequeñas gotas de brillo.

Con un poco de suerte, estas gotas son causadas por objetos en tránsito: planetas y asteroides que pasan frente a las estrellas.

Ahora sabemos que KOi-5Ab se encuentra a unos 1.800 años luz de distancia en la constelación de Cygnus.

Gracias a TESS y una gran cantidad de otros telescopios, el Dr. Ciardi dijo que los astrónomos han "resucitado a KOi-5Ab de entre los muertos".

Noticias de la NASA: el telescopio Kepler descubrió miles de mundos en el espacio profundo (Imagen: NASA)

Él dijo: "¡Bingo y ndash estaba allí! Si no fuera por TESS mirando el planeta de nuevo, nunca habría regresado y hecho todo este trabajo de detective".

"Pero realmente se necesitó mucha investigación en los datos recopilados de muchos telescopios diferentes para finalmente identificar este planeta".

Lo más probable es que el planeta sea un gigante gaseoso como nuestro Júpiter y Saturno.

Sin embargo, lo que es inusual es que existe dentro de un sistema de estrellas triples y tiene una órbita sesgada en relación con las estrellas.

Noticias de la NASA: la misión TESS ahora está buscando exoplanetas distantes (Imagen: NASA)

Noticias de la NASA: la Tierra sigue siendo el único planeta donde sabemos que existe vida (Imagen: EXPRESS)

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Los sistemas de estrellas triples como estos son increíblemente raros y representan aproximadamente el 10 por ciento de todos los sistemas estelares conocidos.

El Dr. Ciardi dijo: "No sabemos de muchos planetas que existan en sistemas de estrellas triples, y este es muy especial porque su órbita está sesgada.

"Todavía tenemos muchas preguntas sobre cómo y cuándo pueden formarse los planetas en sistemas de estrellas múltiples y cómo se comparan sus propiedades con las de los planetas en sistemas de una sola estrella".

A modo de comparación, todos los planetas de nuestro sistema solar orbitan alrededor del Sol en casi el mismo plano.

El Dr. Ciardi espera que estudiar KOi-5Ab ayude a los astrónomos a comprender mejor los procesos universales que crean planetas.

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El planeta KOi-5Ab orbita una estrella similar al Sol KOi-5A, que está emparejada con la estrella compañera KOi-5B.

KOi-5A y KOi-5B se orbitan entre sí una vez cada 30, y las dos estrellas están en órbita alrededor de una tercera estrella, KOi-5C, una vez cada 400 años.

Pero esta no es la primera vez que los astrónomos se encuentran con una asociación tan inusual en las profundidades del espacio.

El sistema de estrellas triples GW Orionis es otro ejemplo de planetas que orbitan estrellas en múltiples anillos inclinados.


El sistema de estrella triple presenta anillos de polvo que forman planetas desalineados

El conjunto de radiotelescopios de ALMA capturó esta imagen de un disco protoplanetario alrededor de la estrella GW Orionis. Tres anillos de polvo son claramente visibles con la cara del anillo más interior hacia el observador. Los anillos exteriores aparecen ovalados porque están inclinados con respecto al anillo interior. Imagen: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Bi et al., NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello

Los planetas que orbitan alrededor de estrellas simples como el Sol son comunes, y se han encontrado docenas de sistemas planetarios alrededor de estrellas dobles. Pero hasta la fecha no se han visto planetas confirmados orbitando estrellas triples.

Para estudiar esa posibilidad, los astrónomos que utilizaron Atacama Large Millimeter / submillimeter Array examinaron un joven sistema de estrellas triples conocido como GW Orionis con dos estrellas separadas por una unidad astronómica & # 8211 la distancia de la Tierra al Sol & # 8211 y una tercera compañera ocho. veces más lejos.

Las observaciones revelaron tres enormes anillos de polvo 46, 188 y 336 au de las estrellas centrales (o en comparación, Neptuno orbita el Sol a una distancia de 30 au). Las estimaciones de la cantidad de polvo en los anillos son 75, 170 y 245 masas terrestres, suficientes para formar las & # 8220 semillas & # 8221 de los planetas gigantes.

Resulta que el anillo más interno está muy inclinado con respecto a los dos anillos externos.

El instrumento SPHERE # 8217 de ESO en el Very Large Telescope obtuvo una imagen de un disco protoplanetario deformado alrededor de un sistema de estrella triple conocido como GW Orionis (panel derecho) que presenta tres vastos anillos de polvo. La sombra proyectada por el anillo de polvo más interno desalineado, que se extiende hacia la parte inferior izquierda, permitió a los investigadores comprender la estructura tridimensional del sistema, que se muestra en la impresión de un artista # 8217 a la izquierda. Imagen: ESO / L. Calçada, Exeter / Kraus et al.

"Nos sorprendió ver la fuerte desalineación del anillo interior", dijo Jiaqing Bi de la Universidad de Victoria en Canadá, líder de un equipo que publicó sus resultados en The Astrophysical Journal Letters. "Pero la extraña deformación en el disco se confirma con un patrón retorcido que ALMA midió en el gas del disco".

Las simulaciones por computadora sugieren que las interacciones gravitacionales entre las tres estrellas que componen GW Orionis no pueden explicar los anillos desalineados.

"Creemos que la presencia de un planeta entre estos anillos es necesaria para explicar por qué se rompió el disco", dijo Nienke van der Marel, miembro del equipo de la Universidad de Victoria. “Es probable que este planeta haya creado una brecha de polvo y haya roto el disco en la ubicación de los anillos interior y exterior actuales. & # 8221

Observaciones independientes realizadas durante 11 años por un equipo dirigido por Stefan Kraus de la Universidad de Exeter, utilizando el Observatorio Europeo Austral y el Very Large Telescope # 8217, muestran que el anillo más interno proyecta una sombra sobre los anillos externos. Eso les ayudó a trazar un mapa de la estructura tridimensional del sistema, lo que sugiere que las tres estrellas podrían ser responsables de la desalineación por sí mismas, sin la necesidad de un planeta invisible.

Una imagen compuesta de GW Orionis muestra anillos de polvo observados por ALMA (azul) superpuestos en una imagen en el infrarrojo cercano capturada por el Very Large Telescope de ESO & # 8217 (mostrado en naranja). Imagen: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), ESO / Exeter / Kraus et al.

De cualquier manera, las observaciones en curso de GW Orionis de GW Orionis arrojarán luz sobre la formación planetaria en entornos gravitacionales complejos.

& # 8220Cualquier planeta formado dentro del anillo desalineado orbitará la estrella en órbitas muy oblicuas y predecimos que muchos planetas en órbitas oblicuas de amplia separación serán descubiertos en futuras campañas de imágenes de planetas & # 8221, dijo el miembro del equipo Alexander Kreplin de la Universidad. de Exeter.


Recogiendo el rastro

Después de su detección inicial por parte de Kepler, Ciardi y otros investigadores siguieron el rastro de KOI-5Ab como parte de un caché de candidatos a planetas que estaban siguiendo. Utilizando datos del Observatorio W. M. Keck en Hawai, el Observatorio Palomar de Caltech cerca de San Diego y Gemini North en Hawai, Ciardi y otros astrónomos determinaron que KOI-5b parecía estar dando vueltas a una estrella en un sistema de estrellas triples. Sin embargo, todavía no pudieron descifrar si la señal del planeta era en realidad una falla errónea de una de las otras dos estrellas o, si el planeta era real, cuál de las estrellas orbitaba.

Luego, en 2018, apareció TESS. Al igual que Kepler, TESS busca el parpadeo de la luz de las estrellas que se produce cuando un planeta cruza frente a, o transita, una estrella. TESS observó una parte del campo de visión de Kepler, incluido el sistema KOI-5. Efectivamente, TESS también identificó a KOI-5Ab como un planeta candidato, aunque TESS lo llama TOI-1241b. Como Kepler había observado anteriormente, TESS descubrió que el planeta orbitaba su estrella aproximadamente cada cinco días.

& quot; Pensé para mí mismo, & # 39; recuerdo este objetivo & # 39 & quot; dijo Ciardi, después de ver los datos de TESS. & ldquoPero todavía no pudimos determinar definitivamente si el planeta era real o si el destello en los datos provenía de otra estrella en el sistema y ndash podría haber sido una cuarta estrella. & rdquo


Increíbles sistemas de exoplanetas

Algunos de los descubrimientos de exoplanetas realmente notables hasta la fecha incluyen planetas que orbitan alrededor de un par de estrellas (sí, como Tatooine en Star Wars), siete exoplanetas en el mismo sistema, todos más cerca de su estrella que Mercurio de nuestro sol, planetas en evaporación y un enana marrón con anillos que avergüenza a Saturno.

Todos estos descubrimientos requirieron mucho modelado adicional y recopilación de datos para comprender los sistemas, pero uno de los sistemas de exoplanetas más complicados hasta ahora se anunció en enero de 2020.

Kepler Object of Interest 5 (KOI-5) fue uno de los primeros exoplanetas enviados por el telescopio espacial Kepler en 2009. Pero los primeros datos de seguimiento mostraron rápidamente que el sistema se complicó por una estrella adicional y un seguimiento extraño. hasta observaciones. Los astrónomos de la misión estaban vadeando alegremente (y quizás un poco frenéticamente) a través de posibles descubrimientos de exoplanetas, por lo que se dejaron de lado y los datos se dejaron en el archivo público. El mismo sistema fue marcado nuevamente una década después por TESS como un Objeto de Interés de TESS (TOI-1241).

Las imágenes de alta resolución de un equipo de astrónomos se combinaron con datos de velocidad radial de línea base más largos de otro equipo y la historia comenzó a surgir: KOI-5 era un sistema de estrellas triples con un exoplaneta orbitando una de las estrellas. Este descubrimiento se presentó en la reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense de enero de 2021, y próximamente se publicará un artículo revisado por pares.

He sido usuario de varios archivos de datos públicos para sistemas de exoplanetas en mi investigación y trabajo, y aprecio plenamente cómo las políticas de datos abiertos maximizan el resultado de la investigación científica que se puede lograr con cada conjunto de datos.

El sistema de estrellas triples KOI-5 con su exoplaneta recién descubierto. (Caltech / R. Hurt, Centro de análisis y procesamiento de infrarrojos), proporcionado por el autor


Exoplaneta en un sistema estelar triple justo en la zona habitable

En la carrera por encontrar el planeta más extraño orbitando a otra estrella, es posible que tengamos un favorito: GJ 667Cc, una súper Tierra orbitando una estrella en un sistema triple que en realidad está relativamente cerca. Y, oh, sí: ¡da la casualidad de que está en el lugar correcto para ser potencialmente habitable!

Por supuesto, tengo algunas advertencias, así que no se emocione demasiado. ¡Pero este es extraño y muy bueno!

GJ 667 es un sistema de estrellas triples que se encuentra justo en nuestro patio trasero mientras van estas cosas: está a solo 22 años luz de distancia, lo que lo convierte en uno de los sistemas estelares más cercanos en el cielo. Está compuesto por dos estrellas un poco más pequeñas y más frías que el Sol que orbitan entre sí de cerca, y una tercera estrella más pequeña que orbita al par a unos 35 mil millones de kilómetros (20 mil millones de millas) de distancia. Las estrellas en varios sistemas obtienen letras mayúsculas para distinguirlas, por lo que las dos en el binario son GJ 667 A y B, y la tercera es GJ 667C.

Esa tercera estrella es la interesante. Es una enana M roja y fría con aproximadamente un tercio del diámetro del Sol. Más débil también: solo apaga alrededor del 1% de la luz que emite el Sol. Se ha estudiado durante años para buscar planetas a su alrededor, y aunque se han encontrado algunos signos, esta nueva investigación es la primera detección sólida de planetas que se ha publicado.

Utilizaron el método Doppler (a veces llamado método de velocidad reflexiva): cuando los planetas orbitan alrededor de una estrella, su gravedad tira de ella. Por lo general, no podemos ver este movimiento directamente, pero un espectro puede revelar un cambio Doppler, similar al cambio de tono que se escucha cuando pasa un automóvil o un tren. Si el espectro tiene una resolución lo suficientemente alta y el análisis se realiza con mucho cuidado, hay muchas cosas que se pueden saber midiéndolo. Puede obtener la masa del planeta, su período e incluso la forma de su órbita.

En este caso, ¡el espectro revela que GJ 667C puede tener cuatro planetas! Aparecen dos señales muy fuertes con períodos de 7 y 28 días, una tercera a los 75 días y un posible cambio de tendencia en el espectro que puede apuntar a un planeta en órbita en un período de aproximadamente 20 años.

Es ese segundo planeta, GJ 667C con una órbita de 28 días que es tan interesante. Su masa es al menos 4,5 veces mayor que la de la Tierra, por lo que es considerable. Una órbita de 28 días la sitúa bastante cerca de la estrella madre, unos 7 millones de kilómetros, o menos de 5 millones de millas (en comparación, Mercurio está a 57 millones de kilómetros del Sol). Pero recuerde, GJ 667C es una bombilla muy tenue, por lo que estar tan cerca significa que el planeta está en el medio de la zona habitable de la estrella. El HZ es la distancia a la que podría existir agua líquida en un planeta; depende del tamaño y la temperatura de una estrella, y también de las características del planeta. Un planeta nublado puede retener mejor el calor a través del efecto invernadero, por lo que puede estar más lejos de la estrella y aún estar caliente, por ejemplo. Así que este planeta, si es rocoso, ¡podría tener agua líquida! Por supuesto, no sabemos nada sobre el planeta en sí, excepto su masa, e incluso ese es un límite inferior, debido a la física de cómo se mide en función del espectro de la estrella. Aún así, podemos usar ese número y jugar un poco. Podría pensar que la masa le da una gravedad aplastantemente más alta que la Tierra. ¡Pero espera!

La gravedad que sientes sobre la superficie de un planeta depende de su masa (el doble de la masa y el doble de la gravedad), pero también depende de la Cuadrado inverso de su tamaño. Entonces, si mantiene la misma masa pero el doble del radio, la gravedad se reduce en un factor de 4. Entonces, si GJ 667Cc tiene 4.5 veces la masa de la Tierra, pero es dos veces más grande, la gravedad en la superficie podría ser bastante cercana a la nuestra. .

Mi punto: no juzgues un planeta por su masa hasta que conozcas su circunferencia.

Por supuesto, tampoco sabemos si este planeta tiene atmósfera o algo por el estilo. Eso parece probablemente debería tener suficiente gravedad para retener algunos gases. Y si tiene atmósfera, no sabemos si tiene agua o algo por el estilo.

Así que hay muchas incógnitas aquí (por eso les advertí que no se emocionen demasiado desde el principio), pero aun así, hay alguna razón para tener esperanzas. ¿Por qué?

Dos razones. Una es que estas diminutas estrellas enanas rojas son, con mucho, las más numerosas de la galaxia. Superan en número a estrellas como el Sol en casi 10 a 1. Entonces, si este tiene un planeta, ¡y en un sistema triple! - entonces es probable que los planetas sean extremadamente comunes en la galaxia. Lo estamos obteniendo de muchos estudios diferentes, pero es bueno ver que eso también encaja aquí.

En segundo lugar, recuerde, está cerca (no es que nos dirigiremos allí pronto, pero aún así). 20 años luz no es nada comparado con los 100.000 años luz de diámetro de nuestra galaxia. ¡Solo por casualidad, tener un planeta remotamente parecido a la Tierra a esa distancia implica que hay miles de millones más solo en nuestra galaxia!

En tercer lugar, estas estrellas son deficientes en elementos pesados. El espectro de GJ 667C revela que tiene muchas menos cosas como oxígeno y hierro que el Sol. Los estudios han demostrado que las estrellas como esta tienen menos probabilidades de tener planetas que las estrellas como el Sol, que son ricas en sus elementos. Tal vez tuvimos suerte de que una estrella cercana deficiente tenga planetas, o tal vez el trabajo anterior está un poco mal y estrellas como esta tienen planetas. De cualquier manera, nuevamente implica que los planetas son extremadamente abundantes en la galaxia.

Así que no importa cómo se mire, esta es una buena noticia. Y es un paso más hacia el gran objetivo de la astronomía de exoplanetas: encontrar otra Tierra. Ese día se acerca. Quizás incluso pronto.

Créditos de imagen: G. Anglada-Escudé utilizando el programa Celestia G. Anglada-Escudé / DSS.


Un planeta alienígena orbita en un sistema de tres estrellas ... y tenemos fotos

Los astrónomos han descubierto un planeta verdaderamente extraordinario. Llamado HD 131399Ab, * se encuentra en un sistema de estrellas triples: ¡orbita una estrella orbitada por otro par binario de estrellas!

Lo sé, lo sé: fotos o no sucedió, ¿verdad?

Wagner, et al., Del artículo

Si, esos son imágenes reales del planeta! Los cuadros AD muestran el planeta (etiquetado como "b") en diferentes longitudes de onda infrarrojas, con la posición de la estrella primaria marcada con una cruz (la luz de la estrella se ha eliminado utilizando varias técnicas de observación y procesamiento para ver mejor el planeta), y el panel más grande E es un compuesto que muestra la estrella, el planeta y el binario.

Hay muchas cosas interesantes aquí, así que déjame explicarte.

En su conjunto, el sistema estelar se llama HD 131399, y es lo que se llama un triple jerárquico: dos estrellas orbitando entre sí en un par binario, que a su vez orbita a otra estrella. La estrella primaria más masiva se llama HD 131399A, y es más caliente y más masiva (aproximadamente 1,8 veces más) que el Sol. El binario está compuesto por una estrella muy parecida al Sol y otra estrella que es más fría, más roja y menos masiva (0,6 veces la masa del Sol). El binario está bastante lejos, orbitando al primario a una distancia de aproximadamente 40 a 60 mil millones de kilómetros. Eso es aproximadamente 10 veces la distancia de Plutón al Sol, para darte una sensación de escala.

El sistema es parte de un cúmulo suelto de estrellas llamado asociación ubicado aproximadamente a 300 años luz de la Tierra. Esto es importante: sabemos, al estudiar esas estrellas, que la asociación es joven, probablemente alrededor de 16 millones de años. ¿Por qué es tan importante? Porque cuando los planetas se forman por primera vez, están muy calientes y les toma mucho tiempo enfriarse. Cuanto más masivo es un planeta, más tiempo tarda.

La luz que emite un planeta caliente depende de su temperatura y, como dije, depende de su masa y edad. Conocemos la edad, por lo que al examinar la luz del planeta, se puede derivar su masa. En este caso, los astrónomos descubrieron que el planeta tiene una masa aproximadamente cuatro veces mayor que la de Júpiter. Si bien es grande, está muy firmemente en el rango de masa planetaria (incluso si el planeta es más antiguo y, por lo tanto, más masivo, es muy probable que sea un planeta y no una estrella de baja masa o una enana marrón).

Entonces, ¿cómo saben que realmente está orbitando la estrella principal y no un objeto de fondo? Me encanta esta parte: los astrónomos utilizaron imágenes archivadas tomadas durante muchos años para medir el movimiento real (lo que llamamos el movimiento propio) del sistema. Todas las estrellas del cielo están orbitando el centro de la galaxia, pero ese movimiento es difícil de medir directamente porque las estrellas están muy lejos. Pero algunas estrellas están lo suficientemente cerca de nosotros como para poder detectarlas (es como conducir por una carretera, los árboles cercanos parecen pasar rápidamente, pero una montaña distante parece pasar mucho más lentamente).

Al mapear el movimiento de las estrellas y el planeta, encontraron que el planeta parece moverse junto con las estrellas a través del cielo, lo que demuestra de manera bastante concluyente que en realidad es un miembro del sistema. Sin embargo, la moción no es exactamente lo mismo, y eso se debe a que el planeta está orbitando la estrella, ¡y ese movimiento se ve además de su velocidad a través del espacio!

Aunque es difícil determinar la forma orbital exacta y la distancia, es probable que el planeta se encuentre a unos 12 mil millones de kilómetros de la estrella, y tarda unos 550 años en orbitarlo una vez. Aunque está más del doble de lejos de la estrella que Plutón del Sol, su temperatura es de 575 ° C (1070 ° F), todavía muy caliente desde su formación.

Esto lo hace único entre los planetas vistos hasta ahora: tiene la órbita más amplia conocida para un exoplaneta en un sistema triple. De hecho, su órbita es tan amplia que es muy posible que la gravedad de los tirones binarios en ella. ¡Con el tiempo, la órbita puede volverse inestable! Los astrónomos realizaron algunas simulaciones y demostraron que es tan probable que el planeta esté en una órbita estable como que no lo esté. Es tan joven que podemos estar viéndolo antes de que sea expulsado del sistema ... o puede estar bien y elegante donde está durante los próximos cientos de millones de años. Aquí hay una animación de video que muestra cómo se ven todas esas órbitas:


¿En qué grupo se encuentra la Tierra?

El planeta Tierra se encuentra en el supercúmulo de galaxias Virgo. Un supercúmulo es un conjunto de galaxias que se mantienen unidas por la gravedad.

El planeta tierra es un subgrupo de galaxias conocido como Grupo Local, que es el segundo más grande entre todos los universos.

Dentro del Grupo Local, existe la Vía Láctea & # 8211 una gran galaxia espiral donde se encuentra la Tierra.

La Vía Láctea cubre aproximadamente dos tercios del camino desde el centro del universo, incluidos los varios cometas y asteroides y planetas enanos que rodean al sol.

Además, la Tierra es el tercer planeta del Sistema Solar.


Los astrónomos descubren un planeta en un sistema de estrella triple

Esta impresión del artista muestra una vista del sistema de estrellas triples HD 131399 desde cerca del planeta gigante que orbita en el sistema. El planeta se conoce como HD 131399Ab y aparece en la parte inferior izquierda de la imagen.

Utilizando imágenes directas, un equipo de astrónomos ha descubierto un exoplaneta joviano joven dentro de un sistema de estrellas triples.

Si pensabas que el planeta natal de Luke Skywalker, Tatooine, era un mundo extraño con sus dos soles en el cielo, imagina esto: un planeta con luz diurna constante o con amaneceres y atardeceres triples cada día dependiendo de las estaciones (que duran más que los humanos). vidas).

Un mundo así ha sido descubierto por un equipo de astrónomos dirigido por la Universidad de Arizona utilizando imágenes directas. El planeta, HD 131399Ab, es diferente a cualquier otro mundo conocido, uno con, con mucho, la órbita más amplia conocida dentro de un sistema de estrellas múltiples. El descubrimiento se publicó en una de las primeras ediciones en línea de la revista Science.


Esta impresión artística muestra la órbita del planeta en el sistema de estrellas triples HD 131399. Dos de las estrellas están muy juntas y el tercer componente, más brillante, está orbitado por un planeta gigante gaseoso llamado HD 131399Ab.

Situado a unos 340 años luz de la Tierra en la constelación de Centauro, se cree que HD 131399Ab tiene unos 16 millones de años, lo que lo convierte en uno de los exoplanetas más jóvenes descubiertos hasta la fecha. Con una temperatura de 850 kelvin (alrededor de 1.070 F o 580 C) y un peso estimado de cuatro masas de Júpiter, también es uno de los exoplanetas más fríos y menos masivos con imágenes directas.

& # 8220HD 131399Ab es uno de los pocos exoplanetas que han sido fotografiados directamente, y & # 8217 es el primero en una configuración dinámica tan interesante & # 8221, dijo Daniel Apai, profesor asistente de Astronomía y Ciencias Planetarias en la Universidad de Arizona. . Es el investigador principal de uno de los equipos de la NASA en el Nexus for Exoplanet System Science (NExSS), que es una red interdisciplinaria dedicada a la búsqueda de vida en planetas fuera de nuestro sistema solar.

& # 8220 Durante aproximadamente la mitad de la órbita del planeta, que dura 550 años terrestres, tres estrellas son visibles en el cielo, las dos más débiles siempre mucho más juntas, y cambiando en aparente separación de la estrella más brillante durante todo el año, & # 8221 dijo Kevin Wagner, estudiante de doctorado en el grupo de investigación Apai & # 8217s y primer autor del artículo, que descubrió HD 131399Ab. & # 8220 Durante gran parte del año del planeta, las estrellas aparecen muy juntas, lo que le confiere un lado diurno y nocturno familiar con un amanecer y un atardecer triples únicos cada día. A medida que las órbitas del planeta y las estrellas se separan cada día más, llegan a un punto en el que la configuración de una coincide con la salida de la otra, momento en el que el planeta se encuentra en un día casi constante durante aproximadamente una cuarta parte de su órbita. o aproximadamente 140 años terrestres. & # 8221

El planeta marca el primer descubrimiento de un exoplaneta realizado con SPHERE, que significa Instrumento de investigación de exoplanetas de alto contraste espectropolarimétrico. Está instalado en el Very Large Telescope operado por el Observatorio Europeo Austral en Cerro Paranal en el Desierto de Atacama en el norte de Chile, y dedicado a encontrar planetas alrededor de otras estrellas. SPHERE es sensible a la luz infrarroja, lo que la hace capaz de detectar las firmas de calor de los planetas jóvenes, junto con características sofisticadas que corrigen las perturbaciones atmosféricas y bloquean la luz cegadora de sus estrellas anfitrionas.

Aunque se necesitarán observaciones repetidas y a largo plazo para determinar con precisión la trayectoria del planeta entre sus estrellas anfitrionas, las observaciones y simulaciones parecen sugerir el siguiente escenario: En el centro del sistema se encuentra una estrella estimada en un 80 por ciento más masiva que el sol y denominada HD 131399A, que a su vez está orbitada por las dos estrellas restantes, B y C, a unas 300 AU (una AU, o unidad astronómica, equivale a la distancia media entre la Tierra y el sol). Mientras tanto, B y C giran uno alrededor del otro como una mancuerna giratoria, separados por una distancia aproximadamente igual a la que hay entre nuestro sol y Saturno.

En este escenario, el planeta HD 131399Ab viaja alrededor de la estrella central, A, en una órbita aproximadamente dos veces más grande que la de Plutón en comparación con nuestro sistema solar, y lleva al planeta a aproximadamente un tercio de la separación de las propias estrellas. Los autores señalan que es posible una variedad de escenarios orbitales, y el veredicto sobre la estabilidad a largo plazo del sistema tendrá que esperar a las observaciones de seguimiento planificadas que limitarán mejor la órbita del planeta.

& # 8220Si el planeta estuviera más lejos de la estrella más masiva del sistema, sería expulsado del sistema & # 8221, explicó Apai. & # 8220 Nuestras simulaciones por computadora mostraron que este tipo de órbita puede ser estable, pero si cambia las cosas un poco, puede volverse inestable muy rápidamente. & # 8221

Los planetas en sistemas de estrellas múltiples son de especial interés para los astrónomos y científicos planetarios porque proporcionan un ejemplo de cómo funciona la formación de planetas en estos escenarios extremos. Si bien los sistemas de estrellas múltiples nos parecen exóticos en nuestra órbita alrededor de nuestra estrella solitaria, los sistemas de estrellas múltiples son, de hecho, tan comunes como las estrellas individuales.

& # 8220No está claro cómo este planeta terminó en su amplia órbita en este sistema extremo, y todavía no podemos decir qué significa esto para nuestra comprensión más amplia de los tipos de sistemas planetarios que existen, pero muestra que hay más variedad. por ahí de lo que muchos hubieran considerado posible, & # 8221 Wagner. & # 8220 Lo que sí sabemos es que los planetas en sistemas de estrellas múltiples son mucho menos explorados y potencialmente tan numerosos como los planetas en sistemas de una sola estrella. & # 8221

“Este es el tipo de descubrimiento que nos ayuda a ubicar nuestro propio sistema solar en el contexto de la diversidad de mundos más allá de él, al encontrar sistemas que son muy diferentes al nuestro”, dice Mary Voytek, científica senior de astrobiología y gerente de programas de la red NExSS en la sede de la NASA en Washington. “Al combinar estos resultados con la investigación sobre la formación de mundos habitables, tendremos una mejor comprensión de los sistemas en los que podrían formarse los mundos habitables. NExSS se asegurará de que se establezcan tales conexiones, dentro y fuera de nuestros equipos de NExSS ".

NExSS es una red de coordinación de investigación dirigida por la NASA dedicada al estudio de la habitabilidad planetaria reuniendo a investigadores de diferentes campos. NExSS tiene como objetivo construir una comunidad internacional de investigadores interdisciplinarios, incluidos los apoyados por otras agencias, dedicados a la investigación de exoplanetas a través de inversiones de la NASA. Esta red explorará la diversidad de exoplanetas y aprenderá cómo interactúan su historia, geología y clima para crear las condiciones para la vida. Los investigadores de NExSS también se esfuerzan por poner los planetas en un contexto arquitectónico, como sistemas solares construidos durante eones a través de procesos dinámicos y esculpidos por estrellas. Basándonos en nuestra comprensión de nuestro propio sistema solar y del planeta Tierra habitable, los investigadores de la red tienen como objetivo identificar dónde es más probable que ocurran nichos habitables, qué planetas tienen más probabilidades de ser habitables. NExSS acelerará el descubrimiento y la caracterización de otros mundos potencialmente portadores de vida en la galaxia.

Los coautores del artículo son Markus Kasper y Melissa McClure del Observatorio Europeo Austral en Garching, Alemania Kaitlin Kratter en el Observatorio Steward de la UA & # 8217s Massimo Roberto en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore y Jean-Luc Beuzit en la Universidad de Grenoble Alpes y el Centro Nacional de Investigaciones Científicas, ambos en Grenoble, Francia.


Primer planeta posible & # 8220Survivor & # 8221 descubierto por la NASA junto a una ceniza estelar

Un equipo internacional de astrónomos que utiliza el Satélite de Estudio de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA y el Telescopio Espacial Spitzer retirado ha informado sobre lo que podría ser el primer planeta intacto encontrado orbitando de cerca una enana blanca, el denso sobrante de una estrella similar al Sol, solo el 40% más grande que la Tierra.

El objeto del tamaño de Júpiter, llamado WD 1856 b, es aproximadamente siete veces más grande que la enana blanca, llamada WD 1856 + 534. Circula esta ceniza estelar cada 34 horas, más de 60 veces más rápido de lo que Mercurio orbita nuestro Sol.


¿Cómo pudo un planeta gigante haber sobrevivido al violento proceso que transformó a su estrella madre en una enana blanca? Los astrónomos tienen algunas ideas, después de descubrir el objeto del tamaño de Júpiter WD 1856 b. Crédito: NASA / JPL-Caltech / NASA & # 8217s Goddard Space Flight Center

& # 8220WD 1856 b de alguna manera se acercó mucho a su enana blanca y logró mantenerse en una sola pieza, & # 8221, dijo Andrew Vanderburg, profesor asistente de astronomía en la Universidad de Wisconsin-Madison. & # 8220El proceso de creación de la enana blanca destruye los planetas cercanos, y cualquier cosa que luego se acerque demasiado suele ser destrozada por la inmensa gravedad de la estrella. Todavía tenemos muchas preguntas sobre cómo WD 1856 b llegó a su ubicación actual sin encontrarse con uno de esos destinos. & # 8221

Un artículo sobre el sistema, dirigido por Vanderburg y que incluye a varios coautores de la NASA, aparece en la edición del 16 de septiembre de 2020 de Naturaleza.

TESS monitorea grandes franjas del cielo, llamadas sectores, durante casi un mes a la vez. Esta mirada larga permite al satélite encontrar exoplanetas, o mundos más allá de nuestro sistema solar, al capturar los cambios en el brillo estelar que se producen cuando un planeta cruza frente a su estrella o transita por ella.

The satellite spotted WD 1856 b about 80 light-years away in the northern constellation Draco. It orbits a cool, quiet white dwarf that is roughly 11,000 miles (18,000 kilometers) across, may be up to 10 billion years old, and is a distant member of a triple star system.

When a Sun-like star runs out of fuel, it swells up to hundreds to thousands of times its original size, forming a cooler red giant star. Eventually, it ejects its outer layers of gas, losing up to 80% of its mass. The remaining hot core becomes a white dwarf. Any nearby objects are typically engulfed and incinerated during this process, which in this system would have included WD 1856 b in its current orbit. Vanderburg and his colleagues estimate the possible planet must have originated at least 50 times farther away from its present location.

“We’ve known for a long time that after white dwarfs are born, distant small objects such as asteroids and comets can scatter inward towards these stars. They’re usually pulled apart by a white dwarf’s strong gravity and turn into a debris disk,” said co-author Siyi Xu, an assistant astronomer at the international Gemini Observatory in Hilo, Hawaii, which is a program of the National Science Foundation’s NOIRLab. “That’s why I was so excited when Andrew told me about this system. We’ve seen hints that planets could scatter inward, too, but this appears to be the first time we’ve seen a planet that made the whole journey intact.”

The team suggests several scenarios that could have nudged WD 1856 b onto an elliptical path around the white dwarf. This trajectory would have become more circular over time as the star’s gravity stretched the object, creating enormous tides that dissipated its orbital energy.

“The most likely case involves several other Jupiter-size bodies close to WD 1856 b’s original orbit,” said co-author Juliette Becker, a 51 Pegasi b Fellow in planetary science at Caltech in Pasadena. “The gravitational influence of objects that big could easily allow for the instability you’d need to knock a planet inward. But at this point, we still have more theories than data points.”

Other possible scenarios involve the gradual gravitational tug of the two other stars in the system, red dwarfs G229-20 A and B, over billions of years and a flyby from a rogue star perturbing the system. Vanderburg’s team thinks these and other explanations are less likely because they require finely tuned conditions to achieve the same effects as the potential giant companion planets.

Jupiter-size objects can occupy a huge range of masses, however, from planets only a few times more massive than Earth to low-mass stars thousands of times Earth’s mass. Others are brown dwarfs, which straddle the line between planet and star. Usually scientists turn to radial velocity observations to measure an object’s mass, which can hint at its composition and nature. This method works by studying how an orbiting object tugs on its star and alters the color of its light. But in this case, the white dwarf is so old that its light has become both too faint and too featureless for scientists to detect noticeable changes.

Instead, the team observed the system in the infrared using Spitzer, just a few months before the telescope was decommissioned. If WD 1856 b was a brown dwarf or low-mass star, it would emit its own infrared glow. This means Spitzer would record a brighter transit than it would if the object were a planet, which would block rather than emit light. When the researchers compared the Spitzer data to visible light transit observations taken with the Gran Telescopio Canarias in Spain’s Canary Islands, they saw no discernable difference. That, combined with the age of the star and other information about the system, led them to conclude that WD 1856 b is most likely a planet no more than 14 times Jupiter’s size. Future research and observations may be able to confirm this conclusion.

Finding a possible world closely orbiting a white dwarf prompted co-author Lisa Kaltenegger, Vanderburg, and others to consider the implications for studying atmospheres of small rocky worlds in similar situations. For example, suppose that an Earth-size planet was located the range of orbital distances around WD 1856 where water could exist on its surface. Using simulated observations, the researchers show that NASA’s upcoming James Webb Space Telescope could detect water and carbon dioxide on the hypothetical world by observing just five transits.

The results of these calculations, led by Kaltenegger and Ryan MacDonald, both at Cornell University in Ithaca, New York, have been published in Las cartas del diario astrofísico and are available online.

“Even more impressively, Webb could detect gas combinations potentially indicating biological activity on such a world in as few as 25 transits,” said Kaltenegger, the director of Cornell’s Carl Sagan Institute. “WD 1856 b suggests planets may survive white dwarfs’ chaotic histories. In the right conditions, those worlds could maintain conditions favorable for life longer than the time scale predicted for Earth. Now we can explore many new intriguing possibilities for worlds orbiting these dead stellar cores.”

There is currently no evidence suggesting there are other worlds in the system, but it’s possible additional planets exist and haven’t been detected yet. They could have orbits that exceed the time TESS observes a sector or are tipped in a way such that transits don’t occur. The white dwarf is also so small that the possibility of catching transits from planets farther out in the system is very low.

Reference: “A giant planet candidate transiting a white dwarf” by Andrew Vanderburg, Saul A. Rappaport, Siyi Xu, Ian J. M. Crossfield, Juliette C. Becker, Bruce Gary, Felipe Murgas, Simon Blouin, Thomas G. Kaye, Enric Palle, Carl Melis, Brett M. Morris, Laura Kreidberg, Varoujan Gorjian, Caroline V. Morley, Andrew W. Mann, Hannu Parviainen, Logan A. Pearce, Elisabeth R. Newton, Andreia Carrillo, Ben Zuckerman, Lorne Nelson, Greg Zeimann, Warren R. Brown, René Tronsgaard, Beth Klein, George R. Ricker, Roland K. Vanderspek, David W. Latham, Sara Seager, Joshua N. Winn, Jon M. Jenkins, Fred C. Adams, Björn Benneke, David Berardo, Lars A. Buchhave, Douglas A. Caldwell, Jessie L. Christiansen, Karen A. Collins, Knicole D. Colón, Tansu Daylan, John Doty, Alexandra E. Doyle, Diana Dragomir, Courtney Dressing, Patrick Dufour, Akihiko Fukui, Ana Glidden, Natalia M. Guerrero, Xueying Guo, Kevin Heng, Andreea I. Henriksen, Chelsea X. Huang, Lisa Kaltenegger, Stephen R. Kane, John A. Lewis, Jack J. Lissauer, Farisa Morales, Norio Narita, Joshua Pepper, Mark E. Rose, Jeffrey C. Smith, Keivan G. Stassun and Liang Yu, 16 September 2020, Naturaleza.
DOI: 10.1038/s41586-020-2713-y

TESS is a NASA Astrophysics Explorer mission led and operated by MIT in Cambridge, Massachusetts, and managed by NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. Additional partners include Northrop Grumman, based in Falls Church, Virginia, NASA’s Ames Research Center in California’s Silicon Valley, the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts, MIT’s Lincoln Laboratory, and the Space Telescope Science Institute in Baltimore. More than a dozen universities, research institutes, and observatories worldwide are participants in the mission.

NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California managed the Spitzer mission for the agency’s Science Mission Directorate in Washington. Spitzer science data continue to be analyzed by the science community via the Spitzer data archive, located at the Infrared Science Archive housed at the Infrared Processing and Analysis Center (IPAC) at Caltech. Science operations were conducted at the Spitzer Science Center at Caltech. Spacecraft operations were based at Lockheed Martin Space in Littleton, Colorado. Caltech manages JPL for NASA.