Realmente vivimos en un momento increíble para la investigación de exoplanetas. Incluso más recientemente, han comenzado a brotar imágenes directas, así como los primeros espectros de las atmósferas de tales planetas. Hay tantos datos disponibles que los astrónomos incluso han comenzado a hacer inferencias sobre cómo podrían haberse formado estos planetas solares adicionales.
En general, hay dos métodos por los cuales se pueden formar los planetas. El primero es a través de la acrecreación en la que la estrella y el planeta se formarían a partir del colapso gravitacional independientemente uno del otro, pero lo suficientemente cerca como para que su gravedad mutua los una en órbita. El segundo, el método a través del cual se formó nuestro sistema solar, es el método del disco. En esto, el material de un disco delgado alrededor de una protoestrella se derrumba para formar un planeta. Cada uno de estos procesos tiene un conjunto diferente de parámetros que pueden dejar rastros que podrían permitir a los astrónomos descubrir qué método es dominante. Un nuevo documento del Helmut Abt del Observatorio Nacional Kitt Peak analiza estas características y determina que, a partir de nuestro muestreo actual de exoplanetas, nuestro sistema solar puede ser una rareza.
El primer parámetro que distingue los dos métodos de formación es el de la excentricidad. Para establecer una línea de base para la comparación, Abt trazó primero la distribución de excentricidades para 188 estrellas binarias de secuencia principal y la comparó con el mismo tipo de trama para el único sistema conocido que se formó a través del método de disco (nuestro Sistema Solar). Esto reveló que, si bien la mayoría de las estrellas tienen órbitas con baja excentricidad, este porcentaje disminuye lentamente a medida que aumenta la excentricidad. En nuestro sistema solar, en el que solo un planeta (Mercurio) tiene una excentricidad mayor que 0.2, la distribución cae mucho más abruptamente. Cuando Abt construyó la distribución para los 379 planetas con excentricidad conocida, era casi idéntica a la de las estrellas binarias.
Se creó un diagrama similar para el eje semi mayor de las estrellas binarias y nuestro sistema solar. Nuevamente, cuando esto se trazó para los planetas solares extra conocidos, la distribución fue similar a la de los sistemas estelares binarios.
Abt también inspeccionó la configuración de los sistemas. Los sistemas estelares que contienen tres estrellas generalmente contienen un par de estrellas en una órbita binaria estrecha con un tercero en una órbita mucho más grande. Al comparar las proporciones de tales órbitas, Abt cuantificó el espacio orbital. Sin embargo, en lugar de simplemente compararlo con el sistema solar, consideró la situación análoga de formación de estrellas alrededor de la masa central de la galaxia y construyó una distribución similar de esta manera. En este caso, los resultados fueron ambiguos; Ambos modos de formación produjeron resultados similares.
Por último, Abt consideró la cantidad de elementos pesados en el cuerpo más masivo. Es ampliamente conocido que la mayoría de los planetas extrasolares se encuentran alrededor de estrellas ricas en metales. Si bien no hay razón para que los planetas se formen en un disco no pudo formarse alrededor de estrellas de alta masa, teniendo una nube rica en metales a partir de la cual formar estrellas y planetas es un requisito para el modelo de coaccreción porque tiende a acelerar el proceso de colapso, permitiendo que los planetas gigantes se formen completamente antes de que la nube se disipe a medida que la estrella se activa. Por lo tanto, el hecho de que la gran mayoría de los planetas extrasolares existan alrededor de estrellas ricas en metales favorece la hipótesis de la acumulación.
Tomados en conjunto, esto proporciona cuatro pruebas para modelos de formación. En todos los casos, las observaciones actuales sugieren que la mayoría de los planetas descubiertos hasta ahora se formaron a partir de la acumulación y no en un disco. Sin embargo, Abt señala que esto probablemente se deba a sesgos estadísticos impuestos por los límites de sensibilidad de los instrumentos actuales. Como señala, los astrónomos "aún no tienen la sensibilidad de la velocidad radial para detectar sistemas de disco como el sistema solar, excepto para planetas grandes individuales, como Júpiter a 5 UA". Como tal, esta visión probablemente cambiará a medida que haya nuevas generaciones de instrumentos disponibles. De hecho, a medida que los instrumentos mejoren hasta el punto de que el mapeo tridimensional esté disponible y se puedan observar directamente las inclinaciones orbitales, los astrónomos podrán agregar otra prueba para determinar los modos de formación.
EDITAR: Después de cierta confusión y discusión en los comentarios, quería agregar una nota más. Tenga en cuenta que esto es solo el promedio de todos los sistemas actualmente conocido que parece sistemas coaccretados. Si bien indudablemente hay algunos allí que se formaron a partir de discos, su rareza en los datos actuales hace que no se destaquen. Ciertamente, sabemos de al menos Un sistema que se ajusta a una prueba sólida para el método de disco. Este descubrimiento reciente de Kepler, en el que se han observado tres planetas en tránsito en su estrella anfitriona, demuestra que todos estos planetas debe Acuéstese en un disco que no se ajusta a las expectativas de condensación independiente. A medida que se descubran más sistemas como este, esperamos que las distribuciones de las pruebas descritas anteriormente se vuelvan bimodales, con componentes que coincidan con cada hipótesis de formación.
