Casi todos los planetas extrasolares descubiertos hasta ahora han sido enormes, del tamaño de Júpiter y superiores. La pregunta es: ¿podrían los planetas más pequeños del tamaño de la Tierra durar en los mismos sistemas estelares? Los investigadores crearon una simulación en la que los planetas pequeños se colocaron en el mismo sistema que los planetas más grandes para ver si podían reunir suficiente material para llegar a ser tan grande como la Tierra. Descubrieron que un sistema cercano, 55 Cancri, podría haber formado planetas terrestres, con agua sustancial en la zona habitable.
El descubrimiento constante de planetas gigantes que orbitan alrededor de estrellas que no sean nuestro sol ha aumentado la especulación de que podría haber mundos tipo Tierra en los sistemas planetarios cercanos capaces de mantener la vida. Ahora los investigadores que ejecutan simulaciones por computadora para cuatro sistemas cercanos que contienen planetas gigantes del tamaño de Júpiter han encontrado uno que podría haber formado un planeta similar a la Tierra con las condiciones adecuadas para mantener la vida.
Es probable que un segundo sistema tenga un cinturón de cuerpos rocosos del tamaño de Marte o más pequeños. Los otros dos, muestran los modelos, no tienen las condiciones adecuadas para formar un planeta del tamaño de la Tierra. Cada sistema se encuentra dentro de los 250 años luz de la Tierra (un año luz es de aproximadamente 5.88 billones de millas). Los astrónomos ya han encontrado evidencia de que cada sistema contiene al menos dos planetas gigantes sobre la masa de Júpiter, que han migrado cerca de sus estrellas, tal vez tan cerca como Mercurio del sol.
Para cada uno de los cuatro sistemas, los investigadores realizaron 10 simulaciones computarizadas que colocaron embriones de planetas pequeños, o protoplanetas, en el sistema para ver si pueden reunir más material y formar un verdadero planeta del tamaño de la Tierra. Cada simulación asumió las mismas condiciones en el sistema planetario, excepto que la posición y la masa de cada protoplaneta se alteraron ligeramente, dijo Sean Raymond, un investigador postdoctoral en la Universidad de Colorado, quien participó en el trabajo mientras era estudiante de doctorado en astronomía. La Universidad de Washington.
Raymond es autor principal de un artículo que describe la investigación publicada en junio en el Astrophysical Journal. Los coautores son Rory Barnes, un investigador postdoctoral en la Universidad de Arizona que también participó en el trabajo mientras era estudiante de doctorado en astronomía de la UW, y Nathan Kaib, estudiante de doctorado en astronomía de la UW. El trabajo fue financiado por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, el Instituto de Astrobiología de la NASA y la Fundación Nacional de Ciencia.
"Es emocionante que nuestros modelos muestren que un planeta habitable, un planeta con masa, temperatura y contenido de agua similar al de la Tierra, podría haberse formado en uno de los primeros sistemas extrasolares de múltiples planetas detectados", dijo Barnes.
Estudios recientes muestran que muchos sistemas planetarios extrasolares conocidos tienen regiones lo suficientemente estables como para soportar planetas que van desde la masa de la Tierra hasta la de Saturno. Los modelos UW probaron la formación de planetas en sistemas llamados 55 Cancri, HD 38529, HD 37124 y HD 74156. Los investigadores asumieron que los sistemas están completos y que las órbitas de sus planetas gigantes están bien establecidas. También asumieron condiciones que podrían permitir la formación de pequeños cuerpos que podrían convertirse en planetas rocosos, similares a la Tierra.
En los modelos, los científicos colocaron embriones de planetas del tamaño de la luna entre planetas gigantes y les permitieron evolucionar durante 100 millones de años. Con esos supuestos, encontraron planetas terrestres formados fácilmente en 55 Cancri, a veces con agua sustancial y órbitas en la zona habitable del sistema. Descubrieron que HD 38529 es probable que soporte un cinturón de asteroides y cuerpos del tamaño de Marte o más pequeños, pero no hay planetas terrestres notables. No se formaron planetas en HD 37124 y HD 74156.
"Lo que más me sorprendió fue ver el sistema que solo formaba planetas del tamaño de Marte o más pequeños", dijo Raymond. "Cualquier cosa que creciera demasiado sería inestable, por lo que hubo una acumulación de muchos protoplanetas más pequeños, tal vez una décima parte del tamaño de la Tierra"
Kaib dijo que era significativo que los modelos mostraran que las condiciones podrían permanecer lo suficientemente estables durante 100 millones de años para que un embrión planetario tuviera la oportunidad de reunir más sustancia y convertirse en un cuerpo del tamaño de la luna o Marte. "En nuestro sistema inicial, ese es probablemente el aspecto de nuestro sistema solar interno, con cientos de cuerpos de ese tamaño", dijo.
Los planetas extrasolares se han descubierto con mayor frecuencia en los últimos años debido a técnicas que detectan planetas gigantes por su efecto gravitacional en sus estrellas madre. No está claro cómo evolucionan los planetas gigantes, pero se cree que se forman lejos de sus estrellas anfitrionas y luego migran hacia adentro, empujados por los discos de gas a partir de los cuales se formaron. Si la migración ocurre tarde en el desarrollo del sistema, los planetas gigantes podrían destruir la mayoría de los materiales necesarios para construir planetas similares a la Tierra, dijo Raymond. Señaló que si bien la presencia de planetas gigantes está bastante bien establecida, pasará algún tiempo antes de que sea posible detectar planetas mucho más pequeños del tamaño de la Tierra alrededor de otras estrellas.
Para otro artículo reciente, Raymond realizó más de 450 simulaciones por computadora para mapear órbitas de planetas gigantes que permiten que se formen planetas similares a la Tierra. Si un planeta gigante está demasiado cerca, evitará que el material rocoso se acumule en un planeta del tamaño de la Tierra. Ese estudio mostró que solo alrededor del 5 por ciento de los sistemas de planetas gigantes conocidos probablemente tengan planetas similares a la Tierra. Pero debido a los largos tiempos de observación y al equipo sensible necesario para detectar planetas del tamaño de Saturno y Júpiter, es posible que haya muchos sistemas planetarios como el nuestro en esta galaxia, dijo.
Fuente original: Comunicado de prensa de UW
