El misterio detrás de cientos de extraños planetas flotantes detectados por el Telescopio espacial James Webb (JWST) podría ser un paso hacia la resolución.
Muchos planetas «rebeldes», sin una estrella madre, acechan en el cosmos. Estos planetas que flotan libremente (FFP), incluidos pares de mundos del tamaño de Júpiter que orbitan entre sí, son un misterio para los científicos. Pero un nuevo estudio probablemente descarta una forma en que podrían haberse formado estos llamados objetos binarios de masa de Júpiter (JuMBO).
Los astrónomos descubrieron los FFP hace más de 20 años utilizando el telescopio infrarrojo del Reino Unido en Hawaii. Desde entonces, los observadores han descubierto cientos de estos extraños cuerpos astronómicos y han quedado fascinados por ellos. la mayor captura del año pasado. Este recorrido, detectado por el poderoso JWST, consistía en más de 500 planetas flotando en una extensión en forma de trapezoide de la Nebulosa de Orión, un punto caliente de nacimiento de estrellas.
En concreto, 80 de estos mundos, que tienen una masa entre 0,7 y 13 veces Júpiterformaron pares de planetas orbitando entre sí.
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Estas enigmáticas entidades tienen ha desconcertado a la comunidad astronómica. Por un lado, es un misterio exactamente cómo se forman los JuMBO (y en general los FFP). Una idea es que estos planetas, emparejados o no, se forman cuando nubes de gas y polvo colapsan bajo su propia gravedad. Es como una versión reducida de la formación estelar.
Otra hipótesis es que estos planetas son alejados de sus densos sistemas planetarios originales por la fuerza gravitacional de un objeto particularmente grande, como una estrella pasajera.
“El sobrevuelo estelar es una de las formas de producir [FFPs],» Dong Lai, profesor de astrofísica en la Universidad de Cornell y autor principal del nuevo estudio, dijo a LiveScience por correo electrónico. De hecho, tras el descubrimiento del año pasado, otro grupo de investigación calculado que los JuMBO tenían aproximadamente una quinta parte de probabilidades que otros FFP de ser alejados de sus estrellas madre por una estrella pasajera.
Para comprender qué proceso formó los JuMBO y otros FFP, Lai y Fangyuan Yu, un estudiante de la Universidad Jiao Tong de Shanghai en China, crearon decenas de miles de simulaciones de un sistema planetario que contenía un par de planetas de la masa de Júpiter que orbitaban alrededor de un planeta similar al sol. estrella.
En cada simulación, los investigadores permitieron que pasara una segunda estrella de tamaño similar y calcularon la fracción de simulaciones en las que ambos planetas quedaron fuera de órbita. En todas las simulaciones, Lai y Yu cambiaron varios parámetros, como las masas de los planetas, su separación relativa y la velocidad de la estrella que pasa en relación con la estrella madre, para comprender cómo estos factores afectaban la frecuencia con la que se expulsaban los JuMBO.
Descubrieron que era más probable que se formaran JuMBO si los planetas inicialmente orbitaban cerca uno del otro o si eran hasta 4 veces más masivos que Júpiter. Pero incluso en el escenario de mayor probabilidad, las posibilidades de que un par de planetas fueran expulsados simultáneamente seguían siendo increíblemente bajas: menos del 1%.
Por el contrario, los planetas individuales tenían normalmente cientos de veces más probabilidades de ser expulsados durante un sobrevuelo estelar, creando FFP solitarios. De hecho, Lai cree que estos visitantes estelares pueden haber dado origen a las FFP de la Nebulosa de Orión. Las simulaciones también mostraron que los únicos orbitadores supervivientes estaban bastante sacudidos, con sus trayectorias inicialmente circulares deformadas en trayectorias en forma de elipse.
Los hallazgos de Lai y Yu, que aún no han sido revisados por pares, se enviaron a The Astrophysical Journal y están disponibles como preimpresión a través de arXiv.
Lai y Yu creen que su investigación hace que el modelo de colapso de las nubes sea una explicación mucho más probable de cómo se formaron los JuMBO. En cualquier caso, Lai ve las simulaciones como una especie de experimento de física que puede ayudar en futuras observaciones con telescopios como el Observatorio Vera C. Rubinque está en construcción en Chile.
Por ejemplo, los resultados de sus simulaciones serán útiles para comprender qué sucede con los sistemas planetarios en cúmulos estelares densos y para identificar sistemas planetarios exóticos, como los planetas capturados, dijo Lai.
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