Enigma de un exoplaneta

Esta es una imagen del descubrimiento del planeta HD 106906 b en luz infrarroja térmica de MagAO/Clio2, procesado para quitar la luz de su estrella anfitriona, HD 106906 A. El planeta es más de 20 veces más lejos de su estrella que Neptuno es de nuestros stands AU Sol para unidad astronómica, la distancia media de la Tierra y el sol (imagen: Vanessa Bailey)

 

09 De diciembre de 2013

De la Universidad de Arizona

 

Un equipo internacional de astrónomo ha descubierto el planeta más distante en órbita encontrado hasta la fecha alrededor de una estrella similar al Sol, solo.

 

Peso de masa 11 veces el de Júpiter y orbita alrededor de su estrella en 650 veces la media distancia tierra-sol, planeta HD 106906 b es diferente a cualquier cosa en nuestro propio sistema Solar y lanza una llave en las teorías de formación de planeta.

 

"Este sistema es especialmente fascinante porque no hay un modelo de formación de planeta o estrella que pueda explicar plenamente lo que vemos," dijo Vanessa Bailey, que dirigió la investigación. Bailey es un estudiante graduado de quinto año en el Departamento de Astronomía de la UA.

 

Se piensa que los planetas cerca de sus estrellas, como la Tierra, se aglutinan desde pequeños asteroide-como los cuerpos nacidos en el disco de polvo y gas que rodea a una estrella forma primordial. Sin embargo, este proceso actúa demasiado lentamente para hacer crecer los planetas gigantes lejos de su estrella. Otro mecanismo propuesto es que los planetas gigantes se pueden formar de una caída rápida y directa del material del disco. Sin embargo, los discos primordiales raramente contienen suficiente masa en sus confines para permitir que un planeta como b HD 106906 tome forma. Varias hipótesis alternativas se han propuesto, incluyendo la formación como un sistema de mini estrella binaria.

 

"Un sistema de estrellas binarias puede ser formado cuando dos grupos adyacentes de gas colapsan más o menos independientemente a formando estrellas, y estas estrellas son lo suficientemente cercanas una a la otra para ejercer una atracción mutua gravitación y unirlas en una órbita", explicó Bailey. "Es posible que en el caso del sistema HD 106906 la estrella y el planeta se derrumbaron independientemente de grumos de gas, pero por alguna razón Grupo progenitor del planeta estaba hambriento de material y nunca creció suficientemente grande como encender y convertirse en una estrella".

 

Según Bailey, un problema con este escenario es que la relación entre la masa de las dos estrellas en un sistema binario es típicamente no más de 10 a 1.

 

"En nuestro caso, la relación entre la masa es más de 100 a 1," explicó. "Esta relación entre la masa extrema no está prevista desde las teorías de formación de estrellas binarias – como formación planetaria teoría predice que nosotros no podemos formar planetas tan lejos de la estrella anfitriona".

 

Este sistema también es de particular interés porque los investigadores todavía pueden detectar el remanente "escombros disco" de material de formación del planeta y la estrella.

 

"Sistemas como éste, donde tenemos información adicional sobre el medio ambiente en el cual reside el planeta, tienen el potencial para ayudarnos a desentrañar los distintos modelos de formación," agrega Bailey. "Observaciones del futuro del movimiento de las orbital del planeta y el disco de escombros de la estrella primaria pueden ayudar a responder a esa pregunta".

 

Con sólo 13 millones años de edad, este joven planeta sigue brillando con el calor residual de su formación. Porque en 2.700 grados Fahrenheit (unos 1.500 grados Celsius) el planeta es mucho mejor que su estrella anfitriona, emite la mayoría de su energía como infrarroja en lugar de luz visible. Tierra, por comparación, se formó 4.500 millones de años y es así como es 350 veces mayor que b HD 106906.

 

Observaciones directas de imagen requieren imágenes exquisitamente afiladas, similares a los entregados por el telescopio espacial Hubble. Para llegar a esta resolución de la Tierra requiere una tecnología llamada óptica adaptativa, o AO. El equipo utilizó el nuevo sistema de óptica adaptativa de Magellan (MagAO) y Clio2 cámara infrarroja térmica – ambas tecnologías desarrolladas en la UA – montada en los 6,5 metros de diámetro del telescopio Magallanes en el desierto de Atacama en Chile para tomar la imagen del descubrimiento.

 

Profesor de Astronomía UA e investigador principal de MagAO Laird cerca dijeron: "MagAO era capaz de utilizar su espejo secundario adaptación especial, con 585 actuadores, cada movimiento 1.000 veces por segundo, para eliminar el desenfoque de la atmósfera. La corrección atmosférica permitió la detección de la radiación térmica débil de este exoplaneta exótico sin confusión de la estrella más sexy".

 

"Clio se ha optimizado para longitudes de onda infrarrojas térmicas, donde los planetas gigantes se comparan más brillantes de su estrella anfitriona, significa que los planetas son más fácilmente reflejados en estas longitudes de onda," explicó profesor de Astronomía UA e investigador principal de Clio Philip Hinz, quien dirige el centro de la UA para la óptica adaptativa astronómica.

 

El equipo fue capaz de confirmar que el planeta se está moviendo junto con su estrella anfitriona examinando datos del telescopio espacial Hubble tomados ocho años previos para otro programa de investigación. Utilizando el espectrógrafo de fuego, también instalado en el telescopio de Magallanes, el equipo confirmó la naturaleza planetaria de la compañera. "Imágenes nos dicen un objeto está ahí y alguna información acerca de sus propiedades, pero sólo un espectro nos da información detallada sobre su naturaleza y composición," explicó Co-investigador Megan Reiter, un estudiante graduado en el Departamento de Astronomía de la UA. "Dicha información detallada es raramente disponible para exoplanetas directamente reflejada, haciendo b HD 106906 un objetivo valioso para el estudio futuro."

 

"Cada nuevo planeta detectado directamente empuja nuestra comprensión de cómo y dónde se pueden formar planetas," dijo Co-investigador Tiffany Meshkat, un estudiante graduado en el Observatorio de Leiden en Holanda. "El descubrimiento de este planeta es particularmente emocionante porque está en órbita tan lejos de su estrella. Esto conduce a muchas preguntas intrigantes sobre su historia de la formación y composición. Descubrimientos como HD 106906 b nos proporcionan una comprensión más profunda de la diversidad de otros sistemas planetarios.»

 

El trabajo de investigación, "HD 106906 b: un compañero de masa planetaria fuera de un disco de escombros masivos," ha sido aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal Letters y aparecerán en una edición futura.

 

Desarrollo de MagAO fue financiado por el programa de instrumentación de investigación principales de la Fundación Nacional de Ciencia y su programa de instrumentación del sistema de telescopio y tecnologías avanzadas y Premio de instrumentación.

 

Los miembros del equipo de descubrimiento son Vanessa Bailey (UA), Tiffany Meshkat (Observatorio de Leiden [LO]), Megan Reiter (UA), Katie Morzinski (UA), Jared machos (UA), Kate Y. L. Su (UA), Philip M. Hinz (UA), Matthew Kenworthy (LO), Daniel Stark (UA), Eric Mamajek (University of Rochester), Runa Briguglio (Observatorio de Arcetri [AO]), Laird M. cerca (UA), Katherine B. Follette (UA), Alfio Puglisi (AO), Timothy Rodigas (UAInstituto Carnegie de Washington [CIW]), J. de Alycia Weinberger (CIW) y Marco Xompero (AO).

 

Traducción: El Quelonio Volador