junio 29, 2022

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Estábamos viendo cómo una estrella fallida se convertía en un planeta gigante.

Estábamos viendo cómo una estrella fallida se convertía en un planeta gigante.
Zoom / Imagen del sistema AB Aurigae, con detalles del objeto mostrados a la derecha.

En algunos niveles, la formación de estrellas y planetas es simple: se forman donde hay más materia. Por lo tanto, mientras que la materia prima de una estrella puede ser una nube difusa de gas, la distribución de este gas no es completamente uniforme. Con el tiempo, la atracción gravitatoria de las regiones con algo más de material atraerá más material, lo que eventualmente resultará en suficiente material para formar una estrella. o dos: en muchos casos, se formará más de una concentración de la sustancia; En otros casos, un foco se dividirá en dos. Los planetas también se forman donde hay materia, ya que están formados por el disco de materia que alimenta la estrella en formación.

Si bien esto puede ser cierto en general, hay dos problemas con él. Primero, no hay una línea divisoria clara entre las estrellas pequeñas como las enanas marrones y los planetas masivos que hemos puesto en una categoría llamada super-Júpiter. Y el puñado de planetas que hemos podido fotografiar directamente parece estar orbitando lejos de su estrella anfitriona, donde no debería haber mucho material para desencadenar su formación.

Los astrónomos anunciaron esta semana que habían fotografiado el superplaneta Júpiter en formación, lejos de la estrella que parece estar orbitando. Esto sugiere que el planeta probablemente se formó a través de un proceso que normalmente produce estrellas en lugar del proceso que produce gigantes gaseosos como Júpiter.

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La estrella en cuestión se llama AB Aurigae, y es una estrella muy joven ubicada a 500 años luz del Sol. Está incrustado en una nube de gas, parte del cual es probable que caiga en la estrella. Más allá de ellos hay una nube de polvo. Se cree que esta nube es una buena candidata para la formación de planetas por varias razones. Primero, se eliminó el polvo de la región más cercana a la estrella. En segundo lugar, el gas del disco interior tomó la forma de brazos espirales por los efectos de la gravedad.

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Un equipo de investigadores utilizó el tiempo del telescopio para buscar planetas en AB Aurigae. Y los investigadores aparentemente encontraron uno, ahora llamado AB Aurigae b, a unas 100 unidades astronómicas de AB Aurigae (cada unidad astronómica es la distancia típica entre la Tierra y el Sol). Esto es más del doble de la distancia entre el Sol y Plutón. Esta posición coloca a AB Aurigae b dentro del anillo de polvo y en una posición en la que debería poder crear el tipo de brazos espirales visibles en el gas entre el polvo y la estrella. También debe estar fuera de la región donde la densidad de la materia es lo suficientemente alta como para albergar la formación natural del planeta.

Una mirada a los archivos de imágenes indica que tenemos indicios de que el planeta ha existido durante bastante tiempo. Las imágenes indican claramente que AB Aurigae b está en órbita.

Los investigadores utilizaron modelos para determinar el tamaño del planeta que podría producir la luz que vimos proveniente de AB Aurigae b. Los modelos sugieren que, aunque es probable que el planeta crezca, ya tiene cuatro veces la masa de Júpiter. Un método de modelado alternativo sugiere que la masa de Júpiter es probablemente nueve veces mayor. De cualquier manera, el planeta definitivamente encaja en la categoría de super-Júpiter.

La imagen también muestra algunos objetos tenues que se asemejan a AB Aurigae b, pero más alejados (430 y 580 AU). Estos pueden ser planetas adicionales, pero necesitamos observaciones adicionales para confirmar esto.

¿que está sucediendo aquí?

Entonces, ¿qué está pasando aquí? Más cerca de la estrella anfitriona, se cree que los gigantes gaseosos se forman por acumulación de grandes núcleos rocosos que luego comienzan a extraer gas. Esto se suma a la creciente masa del planeta y promueve su mayor crecimiento. Este crecimiento desbocado se interrumpe porque el gas que lo alimenta finalmente es expulsado por la radiación de la estrella joven.

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Sin embargo, es poco probable que este proceso tenga éxito a las distancias que vemos aquí. Si bien debe permanecer más gas durante más tiempo, no existe ninguna sustancia con una densidad lo suficientemente alta como para construir un núcleo grande. El crecimiento desenfrenado nunca comenzará.

La alternativa es un proceso similar al que crea un sistema estelar binario. Las fluctuaciones aleatorias en la cantidad de materia conducen a una concentración de materia que realiza una función similar a la del núcleo de una roca. Y dado que el sitio de formación está lejos de la estrella, existe la posibilidad de que el proceso de crecimiento continúe por mucho más tiempo, lo que resultará en un súper Júpiter.

Astronomía de la Naturaleza, 2022. DOI: 10.1038 / s41550-022-01634-x (Acerca de los DOI).