Descubren “Neptuno Ultra Caliente”, un Nuevo Planeta a 260 años luz.

Transcripción del video

afuera en el frío y oscuro espacio se
esconde una monstruosidad un planeta
orbitando una estrella a solo 260
años-luz puede ser uno de los mundos más
exóticos en la naturaleza un llamado a
neptuno cultra caliente el planeta
orbita su estrella en tan solo 19 horas
tan cerca que debió haber perdido su
atmósfera hace mucho tiempo un distante
recuerdo cósmico sin embargo de alguna
manera a este mundo se la cierra una
atmósfera que le permitirá a los
astrónomos desenterrar sus secretos
la llegada de lte 9 779 puede ser la
clave para nuestro entendimiento de uno
de los misterios más enigmáticos en el
estudio de planetas extrasolares que es
el desierto en el plano

[Música]
desde el fin de la misión espacial de
kepler en el año 2018
rápidamente aprendimos que los sistemas
planetarios extras solares son mucho más
diferentes de lo que esperábamos la
misión kepler que comenzó el año 2009
duró nueve años y durante los primeros
cuatro observó las mismas 150.000
estrellas en una región fija del cielo
en el hemisferio norte
kepler confirmo que la diversidad de
planetas era mucho más grande de lo que
estábamos acostumbrados en el sistema
solar mucho más de lo que habríamos
imaginado en particular la demografía
planetaria que descubrimos nos dijo que
las súper tierras y mini neptunos una
clase de planetas con masa desde dos
hasta diez veces más grandes que la de
la tierra son los resultados más comunes
de los procesos de formación planetaria
en la galaxia
por supuesto no hay ninguno de ellos en
el sistema solar pero también aprendimos
que los neptunos más grandes son
relativamente poco comunes planetas con
tamaños físicos más grandes que cuatro
veces la tierra son orbitan a un
porcentaje pequeño de estrellas como el
sol y los gigantes gaseosos son aún más
escasos
es claro que mientras más grande y
masivo se vuelve los planetas más
pequeños son sus números en la galaxia a
lo largo de la misión kepler mientras
descubrimos más y más piezas del gran
puzzle planetario una impactante región
se reveló a sí misma y no por las
razones que estás pensando cuando
analizaron
como distribuye la distancia de los
planetas a sus estrellas combinado con
sus tamaños y masas los astrónomos se
dieron cuenta que en una región de este
espacio de parámetros no habían planetas
la región en cuestión está ubicada muy
cerca de la estrella para periodos
orbitales planetarios de menos de tres o
cuatro días
encontramos que habían muchos planetas
pequeños y densos que resultaron ser
súper tierras rocosas y a su vez también
encontramos muchos gigantes gaseosos
masivos con estos periodos orbitales sin
embargo lo que faltaban eran planetas
con radios y masas similares de neptuno
esto se conoce como el desierto
neptuniano el desierto en obtenía no es
tan seco tan carente de planetas que la
misión kepler no encontró ningún miembro
auténtico sólo casos aislados pero fue
capaz de realmente trazar los bordes de
esta región y esto es lo que se puede
ver acá podemos ver la masa y radio de
los planetas descubiertos graficados
contra su período orbital o distancias a
sus estrellas los trapezoide pintados
ilustran los bordes de esta región
mostrando una cavidad impactante en la
distribución de la población
y mucho trabajo se ha hecho para
entender mejor la naturaleza de esta
región un culpable obvio para la
carencia de planetas es la foto
evaporación estelar al orbitar tan cerca
de su estrella la radiación que recibe
un planeta es enorme lo suficientemente
caliente para despojar el planeta de su
atmósfera
piensa en acercar un dedo a una llama el
calor aumenta siguiendo la ley de los
cuadrados inversos tal que si divides la
distancia entre tu dedo y la llama a la
mitad duplica es el calor que le llega
este mismo efecto ocurre con los
planetas y sus estrellas
sin embargo la radiación que recibe un
planeta orbitando una estrella como el
sol en el desierto y neptunia no puede
ser miles de veces en la radiación que
recibe la tierra del sol porque está
alrededor de 50 veces más cerca de su
estrella
en estos niveles la atmósfera superior
se calienta a temperaturas de 5.000 a
10.000 grados celsius gracias a los
fotones energéticos ultravioleta y rayos
x que caen sobre el planeta lo que
significa que el gas de hidrógeno de los
planetas neptuniano si gigantes gaseosos
logran alcanzar la velocidad de escape
dejando atrás al planeta y causando
severas pérdidas de masa a través de
viento hidrodinámico la mayor parte de
esta pérdida de masa ocurren los
primeros 100 millones de años más o
menos esto porque las estrellas jóvenes
son mucho más activas energéticamente
que a las estrellas más longevas y
grande una gran cantidad de radiación a
una frecuencia mucho mayor durante esos
primeros años pero la foto va por acción
podría no ser el único mecanismo
involucrado el desierto neptunia no
tiene un límite superior e inferior y
parece que la foto de evaporación no es
capaz de explicar ambos regímenes en
particular el límite superior para
gigantes gaseosos los gigantes gaseosos
parecen ser capaces de retener la gran
parte de sus atmósferas e incluso
encontrándose muy cerca de sus estrellas
sin embargo si consideramos los efectos
de migración excéntrica
en particular la migración del planeta
por interacciones de marea con su
estrella entonces la región superior se
puede reproducir la migración de marea
de los planetas ocurre cuando los mundos
inicialmente en órbitas muy excéntrica
gracias a interacciones con estrellas
distantes u otros planetas en el sistema
pasan cerca de su estrella el cambio de
potencial gravitatorio mientras el
planeta se acerca hace subir las mareas
de la estrella
estas mareas se disipan como calor en la
atmósfera estelar a través de procesos
de fricción y la pérdida de energía hace
que la órbita del planeta se vuelva cada
vez más circular con periodos orbitales
mucho más cortos que antes acercándose a
su estrella el 2018 en un trabajo de
james owen y done ley pudieron mostrar
que la combinación de estos dos procesos
podría explicar ambos límites utilizando
valores realistas para los parámetros
planetarios y estelares junto con los
tiempos en los que operan estos procesos
en sus modelos
sin embargo es necesario más trabajo
para confirmar estos resultados siendo
que otros afirman que la foto de presión
si puede explicar ambos regímenes y es
claro que encontrar planetas dentro el
desierto ayudará mucho
por su naturaleza no esperamos encontrar
planetas en la llamada región desértica
pero siempre hay excepciones a la regla
el sector 2 de candidatos a planetas de
frank ceiling exoplanet survey side life
o test fue anunciado el año 2018 justo
antes de una de nuestras campañas de
observación en uno de los instrumentos
más precisos del mundo para medir masas
de planetas el high accuracy radial
velocity planet searcher harps la
llegada de la misión test trabajo la
promesa de nuevos sistemas planetarios
listos para estudios de seguimientos
detallados que nos permitirían aprender
sobre la naturaleza de la formación y
evolución planetaria finalmente una
misión espacial que observara todo el
cielo buscando señales de planetas
pequeños pasando frente a estrellas
brillantes estrellas lo suficientemente
brillantes para que podamos estudiar los
planetas en detalle utilizando los
instrumentos en la tierra recuerda
revisar todos los candidatos
seleccionando aquellos que serían
propicios para observaciones con hurts y
luego súbitamente saltó uno de ellos
una anomalía extrema entre los
candidatos un planeta con un tamaño poco
más grande que neptuno pero orbitando a
su estrella en menos de un día además la
estrella era brillante en comparación al
brillo usual de las estrellas que
hospedan planetas que transitan este
claramente era un objetivo de alta
prioridad para mí e incluso cuando estos
candidatos suelen ser falsos positivos
la tentación fue muy grande para
resistirme y así dedicamos una gran
fracción de nuestro tiempo en harp para
ver si éste sería un planeta real aunque
extraño
uno de los estudiantes de posgrado
nicolás escultórico de nuestro grupo new
workflow estaría observando con hurts en
el observatorio la silla de eso en el
norte de chile hearts usa el método de
doppler para buscar planetas una técnica
que utiliza espectroscopia de alta
resolución para medir la velocidad
radial de una estrella asia y en contra
de nosotros debido al ligero tirón
gravitacional de un planeta que el
órbita
harp nos permite medir estas velocidades
con una precisión de 1 metro por segundo
lo suficiente para detectar planetas tan
sólo un poco más masivos que la tierra
con órbitas de periodo pequeño entonces
cada mañana me levanté temprano para
descargar las velocidades y espectros de
las observaciones hechas en la noche
previa revisando el espectro para buscar
cualquier irregularidad que podría
indicar la presencia de un intruso
estelar
no hubo ninguna fue aún más divertido
agregar las velocidades a la serie de
tiempo armando la curva de velocidades
radiales permitiéndonos restringir los
valores que podía tomar la masa y con
datos de solo cuatro noches supimos que
teníamos algo emocionante cuando vimos
que la masa del planeta eran alrededor
de 30 veces la de la tierra
en el intertanto también tomamos
espectros adicionales para ayudar en la
caracterización de la estrella
utilizando el network of my soul
espectrógrafos o en red y el t línea se
reflectores el espectro graft o 3 además
de nuestros aspectos de arps fuimos
capaces de mostrar que la estrella tiene
una masa de radio cercanas a la del sol
es rica en metales con casi el doble de
hierro en su atmósfera en comparación al
sol rota lentamente es inactiva y tiene
una edad de dos mil millones de años
también se realizaron observaciones de
óptica adaptativa altamente sensibles
para descartar estrellas que estuvieron
atrás de lt 9 779 estrellas que podrían
provocar los eventos de tránsito en la
curva de luz etc los pixeles se
descubren una gran área angular del
cielo cerca de 22 arcos segundos lo
suficientemente grande para que los
contaminantes de este tipo sean comunes
en nuestras curvas de luz sin embargo
nítidos en el observatorio keck y age
arkham en el telescopio sol confirmaron
que no habían fuentes contaminantes
finalmente combinando a nuestros 32
observaciones de hearts junto con 18
observaciones del espectrógrafo coral y
fuimos capaces de confirmar la
naturaleza planetaria del tránsito de
tres y a la vez calculamos una masa de
29 veces la tierra
además hicimos observaciones
fotométricas con the next generation
transit server ong ts y el observatorio
las cumbres o el s o para ayudar a
confirmar los tránsitos con una mayor
sensibilidad restringiendo aún más la
órbita y obteniendo un valor más preciso
para el radio
encontramos un planeta con un radio de
4.5 veces el de la tierra llegando a una
densidad de 1.7 gramos por centímetro
cúbico muy similar a neptuno en nuestro
sistema solar
y confirmar que planetas así de extremos
existen es un descubrimiento
revolucionario pero el verdadero trabajo
viene ahora al intentar entender cómo se
pudo formar un sistema así dado que el
ett 9 779 es altamente rico en metales
es muy posible que el planeta haya sido
significativamente más masivo en el
pasado debido a que los gigantes
gaseosos en órbitas internas suelen
formarse alrededor de estrellas ricas en
metales el proceso dominante de
formación planetaria es a través de
acreción nuclear el cual postula que los
planetas se desarrollan a través de
acumulación de pequeños granos de polvo
mientras orbitan a su estrella
dentro de un disco protoplanetario
cuando el plan es decimal en desarrollo
reúne suficiente material para alcanzar
una masa 10 veces la de la tierra
entonces no existe una configuración
estable entre el núcleo y el envoltorio
su campo gravitacional es lo
suficientemente fuerte para que el gas
colapsa es el núcleo
armándose rápidamente un gigante gaseoso
nuestros modelos estructurales nos
muestran que el ett 9 779 es
predominantemente un núcleo rocoso
gigante dado que sólo el 9 por ciento
del planeta en términos de masa puede
estar la forma de hidrógeno y helio
gaseoso esto significa que tiene una
masa nuclear cercana a 30 masas
terrestres lo cual hubiera cruzado el
límite crítico por lo tanto esperaríamos
que hubiese sido un planeta mucho más
masivo previamente
los planetas masivos también tienen
potenciales re habitacionales mucho más
profundos permitiéndoles retener sus
atmósferas superiores por más tiempo si
el ett 9 779 hubiese formado en su lugar
actual con su masa actual hubiera
perdido más masa de la que tiene
actualmente lo cual elimina este
escenario sin embargo podría haberse
formado más lejos en el sistema y haber
migrado a su órbita actual la migración
es una parte fundamental del proceso de
formación y evolución planetaria
moviendo gigantes gaseosos de sus
grandes distancias de formación a
períodos orbitales cortos es un ejemplo
el problema con esta hipótesis es que el
camino principal de migración es a
través de interacciones entre el planeta
y el disco pero el tiempo de vida del
disco dura sólo de 5 a 10 millones de
años y la fase más activa de la estrella
ocurre durante un periodo más largo
hasta 80 millones de años
por lo tanto el planeta aún habría
perdido una gran fracción de su masa a
menos que la migración ocurriera a
través de otro proceso en un período de
tiempo más largo tal como colisiones con
otros cuerpos en el sistema nuestros
modelos revelan que es el planeta fue
originalmente un mundo con una masa
preside júpiter entonces habría perdido
sólo el 3 por ciento de su masa a través
de foto de operación y por lo tanto
habría perdido la gran parte de su masa
a través de otro proceso
una posible manera de hacer esto sería a
través del derrame del óvulo roig de la
atmósfera planetaria como lt 9 779 miro
hacia la estrella se acercó demasiado
llenando lo que se conoce como el lóbulo
de roche esto significa que el potencial
gravitacional de la estrella supera al
del potencial del planeta permitiendo
que las partes débilmente atraídas de la
atmósfera superior se transfieran a la
estrella a través de un disco de
acreción a través de la transferencia el
momento angular entre el planeta y el
disco ocurre migración desde el planeta
y la transferencia se corta pero luego
de perder una cantidad significativa de
material dejando atrás el sistema que
observamos hoy aunque las simulaciones
producen resultados similares a las
observaciones hay detalles más finos que
aún no calzan por lo tanto se necesitan
más trabajo modelando el sistema para
entender completamente su formación
el futuro se ve dorado para el sistema
LTT 9779b la estrella es lo
suficientemente brillante y cercana para
que observaciones de seguimiento desde
la tierra y el espacio junto con
trabajos de modelaje revelen mucho sobre
la estructura composición química y
evolución del planeta dado que es poco
probable que encontremos a un análogo al
lt no debe ser de 79 orbitando una
estrella así de brillante necesitamos
trabajar arduamente para extraer tanta
información como sea posible de este
diamante cósmicamente bruto planetas
improbables como éste brindan
oportunidades para estudiar la
naturaleza de los planetas de maneras
que pensábamos imposibles así que
debemos tomar la ventaja de esta
oportunidad.

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=znZpZArtgcs