La composición de gigantes de gas no está marcada por sus estrellas

Publicado 03/12/2019 18:29:08CET
La composición de gigantes de gas no está determinada por sus estrellas
La composición de gigantes de gas no está determinada por sus estrellas - ROBIN DIENEL/CARNEGIE INSTITUTION

   MADRID, 3 Dic. (EUROPA PRESS) -

   No existe una fuerte correlación entre composiciones de planetas gigantes de gas y sus estrellas anfitrionas cuando se trata de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio.

   Es la sorpredente conclusión de un análisis dirigido por Johanna Teske, de Carnegie Instituion for Science, publicado en el Astronomical Journal. Este hallazgo tiene implicaciones importantes para nuestra comprensión del proceso de formación planetaria.

   En su juventud, las estrellas están rodeadas por un disco giratorio de gas y polvo del que nacen los planetas. Los astrónomos se han preguntado durante cuánto tiempo la composición de una estrella determina la materia prima a partir de la cual se construyen los planetas, una pregunta que es más fácil de investigar ahora que sabemos que la galaxia está repleta de exoplanetas.

   "Comprender la relación entre la composición química de una estrella y sus planetas podría ayudar a arrojar luz sobre el proceso de formación planetaria", explicó Teske en un comunicado.

   Por ejemplo, investigaciones previas indicaron que la aparición de planetas gigantes gaseosos aumenta alrededor de las estrellas con una mayor concentración de elementos pesados, aquellos elementos que no son hidrógeno y helio. Se cree que esto proporciona evidencia de una de las principales teorías competidoras sobre cómo se forman los planetas, que propone que los planetas gigantes gaseosos se construyan a partir de la lenta acumulación de material de disco hasta que se forme un núcleo aproximadamente 10 veces la masa de la Tierra. En este punto, el interior planetario sólido del nuevo mundo es capaz de rodearse de helio y gas de hidrógeno, dando a luz a un planeta gigante maduro.

   "El trabajo anterior analizó la relación entre la presencia de planetas y la cantidad de hierro que existe en la estrella anfitriona, pero queríamos expandir eso para incluir el contenido de elementos pesados ??de los planetas mismos, y analizar más que solo el hierro", explicó el coautor Daniel Thorngren, quien completó gran parte del trabajo como estudiante graduado en la Universidad de California en Santa Cruz y ahora está en la Universidad de Montreal.

   Teske, Thorngren y sus colegas compararon el contenido de elementos pesados de 24 planetas gigantes gaseosos con la abundancia de los elementos formadores de planetas carbono, oxígeno, magnesio, silicio, hierro y níquel en sus 19 estrellas anfitrionas.

   Se sorprendieron al descubrir que no había correlación entre la cantidad de elementos pesados en estos planetas gigantes y la cantidad de estos elementos formadores de planetas en sus estrellas anfitrionas. Entonces, ¿cómo pueden los astrónomos explicar la tendencia establecida de que las estrellas ricas en elementos pesados son más probables para albergar planetas gigantes de gas?

   "Desentrañar esta discrepancia podría revelar nuevos detalles sobre el proceso de formación de planetas", explicó Fortney. "Por ejemplo, ¿qué otros factores están contribuyendo a la composición de un planeta bebé a medida que se forma? Quizás su ubicación en el disco y lo lejos que está de cualquier vecino. Se necesita más trabajo para responder a estas preguntas cruciales".

   Una pista puede provenir de los resultados combinados de los autores que agrupan los elementos pesados en agrupaciones que reflejan sus características. Los autores vieron una correlación tentativa entre los elementos pesados de un planeta y la abundancia relativa de carbono y oxígeno de su estrella anfitriona, que se llaman elementos volátiles, en comparación con el resto de los elementos incluidos en este estudio, que pertenecen al grupo llamado elementos refractarios.

   Estos términos se refieren a los puntos de ebullición bajos de los elementos (volatilidad) o sus puntos de fusión altos, en el caso de los elementos refractarios. Los elementos volátiles pueden representar una composición planetaria rica en hielo, mientras que los elementos refractarios pueden indicar una composición rocosa.

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