Una nueva investigación ayuda a explicar cómo las inclinaciones dramáticas pueden influir en las órbitas de los exoplanetas.
(Imagen: © Sarah Millholland / NASA / JPL-Caltech)
Muchos planetas alienígenas alrededor de estrellas como nuestro sol están potencialmente inclinados extraordinariamente, lo que lleva a cambios dramáticos entre inviernos y veranos extremos, según un nuevo estudio.
De la NASA Nave espacial Kepler reveló que alrededor del 30 por ciento de las estrellas similares a nuestro sol albergan súper-Tierras. Como su nombre lo indica, las súper-Tierras son un poco más grandes que la Tierra, aproximadamente de dos a 10 veces la masa de la Tierra.
Las súper-Tierras encontradas hasta ahora también generalmente se encuentran relativamente cerca de sus estrellas, demorando menos de 100 días en completar una órbita, según un comunicado sobre el nuevo trabajo. En comparación, Mercurio tarda unos 88 días en dar la vuelta al sol.
Curiosamente, muchas de estas súper Tierras se encuentran casi, pero no del todo, en relaciones naturalmente estables conocidas como resonancias orbitales, que ocurren cuando los cuerpos en órbita ejercen una influencia gravitacional regular entre sí. Por ejemplo, la resonancia orbital de Plutón y Neptuno lleva a Plutón a completar dos vueltas alrededor del sol en el tiempo que Neptuno tarda en orbitar tres veces. En contraste, muchas súper-Tierras están en pares que están cerca, pero no en tales resonancias orbitales.
Ahora los investigadores sugieren que la respuesta potencial a este misterio es que tales mundos están muy inclinados. "Si es cierto, esto implica que sus estaciones son extremas, y su clima y climas también se verán afectados de manera no trivial", dijo a Space.com la autora principal del estudio, Sarah Millholland, astrónoma de la Universidad de Yale en Connecticut.
Investigaciones previas sugirieron que cuando los planetas están cerca de entrar en resonancia orbital, la atracción gravitacional de sus estrellas en estos mundos puede provocar fuerzas de marea que pueden drenar la energía de sus movimientos orbitales, convirtiéndola en calor y evitando que esos mundos sincronicen sus órbitas. . Sin embargo, el trabajo previo también encontró que tales fuerzas de marea no son lo suficientemente fuertes por sí mismas para evitar la resonancia orbital, dijeron los investigadores.
Los científicos realizaron simulaciones por computadora que modelan lo que sucede cuando los polos de estos planetas están inclinados con respecto a sus órbitas. Descubrieron que con altas inclinaciones axiales, las fuerzas de marea "son extremadamente más eficientes para drenar la energía orbital hacia el calor en los planetas", Millholland dicho en el comunicado.
Cuanto mayor es la inclinación axial, mayor es la variación en la cantidad de luz solar que reciben las diferentes partes de un planeta en el transcurso de su año. La inclinación axial de la Tierra de aproximadamente 23.5 grados resulta en sus estaciones; La inclinación axial extrema de Urano de 98 grados deja el lado invernal del planeta en completa oscuridad durante 21 años y el lado veraniego en constante luz diurna durante la misma cantidad de tiempo.
"Hasta ahora, la suposición típica era que los exoplanetas cercanos tienen inclinación axial cero", dijo Millholland a Space.com. "Nuestro estudio sugiere lo contrario".
El fenómeno que descubrieron los científicos también puede conducir a cantidades extraordinarias de calentamiento en estos exoplanetas. Un efecto similar hace que la luna de Júpiter Io "tenga una actividad volcánica extrema; es el cuerpo más geológicamente activo en el sistema solar ", dijo Millholland.
Los investigadores "no sugieren que los polos de giro de todos los exoplanetas estén muy inclinados", señaló Millholland. Sin embargo, si una fracción significativa lo es, eso explicaría por qué tantas súper-Tierras cercanas tienen las órbitas que los astrónomos han detectado, dijo.
Los científicos ahora están analizando las formas en que el calentamiento relacionado con la alta inclinación axial puede influir en las estructuras de estos planetas, dijo Millholland. Los exoplanetas con altas inclinaciones axiales deben poseer firmas de calor detectables por futuras misiones espaciales, como el Telescopio espacial James Webb, agregaron los investigadores.
Los científicos detallaron sus hallazgos en línea el 4 de marzo en la revista Nature Astronomy.
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