El origen de los exoplanetas

Vivimos en un tiempo único para la investigación de los exoplanetas.Hace 18 años se descubrió el primer planeta fuera del Sistema Solar, y han pasado sólo 15 años desde que se confirmara la presencia de uno de estos objetos en un estrella de la secuencia principal. Incluso más recientemente, han empezado a brotar las imágenes directas de los exoplanetas, así como los primeros espectros de sus atmósferas. Cada vez se disponen de muchos más datos, lo que ha llevado a los astrónomos a hacerse una idea del origen de los exoplanetas.

En general hay dos métodos mediante los cuales se pueden formar planetas. El primero es a través de la acreción, en el que la estrella y el planeta se forman mediante el colapso gravitacional de forma independiente el uno del otro, pero lo suficientemente cerca  como para que queden unidos por fuerzas gravitatorias.

El segundo método es a través del cual se formó nuestro Sistema Solar: el método del disco. En este caso, el material existente en un disco alrededor de una estrella colapsa par formar protoplanetas que darán lugar a los planetas.

Cada uno de estos métodos puede dejar una serie de huellas que puede llevar a los astrónomos al identificar el tipo de origen que tienen los planetas de un sistema. Un nuevo documento de Helmut Abt,del Observatorio Nacional Kitt Peak, ha determinado, estudiando estas características, que dado el muestreo actual de exoplanetas,la formación de nuestro Sistema Solar puede ser una rareza.

El primer parámetro que distingue a los dos métodos de formación es la excentricidad. Para establecer una línea base para la comparación, Abt trazó primeramente la distribución de excentricidades de 188 estrellas binarias de la secuencia principal, comparando estos datos con los sistemas que se formaron a partir del disco. Esto puso de manifiesto que aunque la mayoría de las estrellas tienen órbitas de baja excentricidad, este porcentaje disminuye poco a poco a medida que aumenta la excentricidad. En nuestro Sistema Solar,sólo el planeta Mercurio tiene una excentricidad superior a 0,2. Cuando Abt construyó la distribución de los 379 planetas conocidos, vio que su excentricidad era casi idéntica a la de las estrellas binarias.

Abt también inspeccionó la configuración de los sistemas. Los sistemas que contienen tres estrellas en general, contienen un par de estrellas en una órbita binaria apretada,realizando la tercera estrella una órbita mucho más grande. Al comparar las proporciones de estas órbitas, Abt cuantificado el espacio orbital. Sin embargo,en este caso, los resultados fueron ambiguos;las dos modalidades de formación producen 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 extra-solares se encuentran alrededor de estrellas ricas en metales. La metalicidad acelera el proceso del colapso, lo que permite la formación de planetas gigantes gaseosos en las nubes de gas que rodean las estrellas antes de que éstas se disipen, lo que favorece la hipótesis de la  acreción.

En conjunto, esto ofrece cuatro pruebas para los modelos de formación. En todos los casos, las observaciones actuales sugieren que la mayoría de los planetas descubiertos hasta el momento se forman por acreción y no a partir de un disco de material. Sin embargo, Abt señala que estos datos hay que tomárselos con cautela, debido al sesgo estadístico que imponen los límites impuestos por la sensibilidad que alcanzan los instrumentos actuales. De hecho, los astrónomos aún no pueden detectar la velocidad radial de los sistemas originarios de discos de polvo. Luego estos datos pueden sufrir grandes variaciones a medida que se mejore la potencia de los instrumentos de observación.

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Vía: Astrofísica y Física