Una simulación de una supercomputadora ha proporcionado una explicación de por qué muchos exoplanetas son súper Tierras o pequeños Neptunos, con solo unos pocos planetas en el medio.
planetas exteriores Puede venir en una variedad de tamaños y bloques. Si trazaras en un gráfico el número de planetas descubiertos por astrónomos de cada tamaño, encontrarías dos picos: uno en 1,4 veces una tierraY otro radio es 2,4 veces el radio de la Tierra. Entre ellos hay una pendiente o valle cuyo radio es unas 1,8 veces el de la Tierra, lo que indica la relativa escasez de planetas de este tamaño.
Este «Valle del Radio» no sucede por casualidad; Algo pasa que significa que los planetas de más de 1,8 veces el tamaño de la Tierra se encuentran dos o tres veces con poca frecuencia. Nuevas simulaciones de supercomputadoras, realizadas por un equipo dirigido por Andrei Isidoro, científico planetario de la Universidad de Rice en Texas, diseñaron los primeros 50 millones de años de existencia de un sistema planetario modelo para evaluar dos hipótesis principales para explicar la brecha en los tamaños planetarios.
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Una hipótesis es que las diferencias en la composición entre los planetas súper rocosos y los Neptunos en miniatura ricos en agua e hidrógeno conducen preferentemente a la formación de planetas de ciertos tamaños. Otra hipótesis es que la súper-Tierra comienza su vida como un pequeño Neptuno pero Pierde su atmósfera espesa Cuando migran cerca de ellos estrella debido a las interacciones gravitatorias.
Las nuevas simulaciones respaldan el modelo de migración y también explican por qué a menudo encontramos cadenas de exoplanetas de tamaño similar en lo que los científicos llaman órbitas casi resonantes. La resonancia ocurre cuando los períodos orbitales de los planetas caen en múltiplos entre sí; Por ejemplo, un planeta exterior podría orbitar una vez por cada dos órbitas de su planeta interior. Nuevas simulaciones de supercomputadoras confirman que la migración interna de planetas dentro del disco masivo de polvo y gas para un sistema estelar joven está causando cadenas resonantes de mundos, como «guisantes en una vaina».
Sin embargo, los astrónomos saben que disco protoplanetario Eso permite que esta migración no dure eternamente. A medida que la estrella joven comienza a generar más energía, sus vientos de radiación se llevan el disco; A medida que el disco se disipa, los planetas se vuelven inestables, provocando colisiones entre mundos y protoplanetas más pequeños.
“La migración de planetas jóvenes hacia sus estrellas anfitrionas crea superpoblación y, a menudo, conduce a colisiones catastróficas que despojan a los planetas de su atmósfera rica en hidrógeno”, dijo Isidoro. declaración. “Eso significa efectos gigantes, como los que formó nuestra lunaPuede ser una consecuencia general de la formación de planetas.
Las simulaciones encontraron que la migración planetaria, la subsiguiente turbulencia orbital y la pérdida de las densas atmósferas del planeta conspiran para crear preferentemente dos grupos de planetas: las súper-Tierras rocosas y secas, y el pequeño Neptuno que no migró tierra adentro y fue capaz de retener su espesa atmósfera de hidrógeno y agua.
«Creo que somos los primeros en explicar el radio del valle usando un modelo de formación planetaria y evolución dinámica que explica consistentemente múltiples limitaciones de las observaciones», dijo Isidoro. «También podemos demostrar que un modelo de formación planetaria que incluye impactos gigantes es consistente con la característica de guisante de los exoplanetas».
Esta característica de «guisantes en una vaina» se encuentra comúnmente en sistemas planetarios como TRAPENISTA-1, que alberga siete mundos rocosos de tamaños similares en órbitas estrechamente espaciadas que responden entre sí. Los nuevos resultados sugieren que deberíamos esperar encontrar más sistemas multiplanetarios con planetas de tamaño similar en órbitas resonantes en el futuro.
Los resultados se publicaron el 2 de noviembre en Cartas de revistas astrofísicas.
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