Correlación entre los elementos pesados en planetas en tránsito y la metalicidad de sus padres. Crédito de imagen: A&A. Click para agrandar
De los 188 planetas extrasolares descubiertos, 10 son tránsitos; los vemos porque atenúan a su estrella madre cuando pasan por delante. Esto les da a los astrónomos la oportunidad de estudiar la composición real de estos planetas. Los astrónomos europeos han descubierto que el contenido de metal de estos "Júpiter calientes" depende de la cantidad de metal en su estrella madre, lo que cambia el tamaño de sus núcleos.
Un equipo de astrónomos europeos, dirigido por T. Guillot (CNRS, Observatoire de la Cote d’Azur, Francia), publicará un nuevo estudio sobre la física de las Pegasidas (también conocidas como Júpiter calientes) en Astronomía y Astrofísica. Descubrieron que la cantidad de elementos pesados en Pegasids está correlacionada con la metalicidad de sus estrellas madre. Este es un primer paso para comprender la naturaleza física de los planetas extrasolares.
Hasta ahora, los astrónomos han descubierto 188 planetas extrasolares, de los cuales 10 son conocidos como "planetas en tránsito". Estos planetas pasan entre su estrella y nosotros en cada órbita. Dadas las limitaciones técnicas actuales, los únicos planetas en tránsito que pueden detectarse son planetas gigantes que orbitan cerca de su estrella madre conocida como "Júpiter caliente" o Pegasids. Los diez planetas en tránsito conocidos hasta ahora tienen masas entre 110 y 430 masas terrestres (en comparación, Júpiter, con 318 masas terrestres, es el planeta más masivo de nuestro Sistema Solar).
Aunque es raro, los planetas en tránsito son la clave para comprender la formación planetaria porque son los únicos para los que se pueden determinar tanto la masa como el radio. En principio, la densidad media obtenida puede restringir su composición global. Sin embargo, la traducción de una densidad media en una composición global necesita modelos precisos de la estructura interna y la evolución de los planetas. La situación se dificulta por nuestro conocimiento relativamente pobre del comportamiento de la materia a altas presiones (la presión en el interior de los planetas gigantes es más de un millón de veces la presión atmosférica en la Tierra). De los nueve planetas en tránsito conocidos hasta abril de 2006, solo el menos masivo podría tener su composición global determinada satisfactoriamente. Se demostró que posee un núcleo masivo de elementos pesados, aproximadamente 70 veces la masa de la Tierra, con una envoltura de hidrógeno y helio de 40 masas terrestres. De los ocho planetas restantes, se encontró que seis estaban compuestos principalmente de hidrógeno y helio, como Júpiter y Saturno, pero no se pudo determinar su masa central. Se descubrió que los dos últimos eran demasiado grandes para ser explicados por modelos simples.
Al considerarlos como un conjunto por primera vez, y teniendo en cuenta los planetas anormalmente grandes, Tristan Guillot y su equipo descubrieron que los nueve planetas en tránsito tienen propiedades homogéneas, con una masa central que varía de 0 (sin núcleo, o uno pequeño) hacia arriba a 100 veces la masa de la Tierra, y una envoltura circundante de hidrógeno y helio. Por lo tanto, algunas de las pegasidas deberían contener mayores cantidades de elementos pesados de lo esperado. Al comparar la masa de elementos pesados en las Pegasidas con la metalicidad de las estrellas progenitoras, también encontraron que existe una correlación, con planetas nacidos alrededor de estrellas que son tan ricas en metales como nuestro Sol y que tienen núcleos pequeños, mientras que los planetas orbitan estrellas que contienen dos o tres veces más metales tienen núcleos mucho más grandes. Sus resultados serán publicados en Astronomía y Astrofísica.
Los modelos de formación de planetas no han podido predecir las grandes cantidades de elementos pesados que se encuentran de esta manera en muchos planetas, por lo que estos resultados implican que deben revisarse. La correlación entre la composición estelar y planetaria debe ser confirmada por nuevos descubrimientos de planetas en tránsito, pero este trabajo es un primer paso en el estudio de la naturaleza física de los planetas extrasolares y su formación. Explicaría por qué los planetas en tránsito son tan difíciles de encontrar, para empezar. Debido a que la mayoría de las Pegasidas tienen núcleos relativamente grandes, son más pequeñas de lo esperado y más difíciles de detectar en tránsito frente a sus estrellas. En cualquier caso, esto es muy prometedor para el lanzamiento de la misión espacial CNES COROT en octubre, que debería descubrir y conducir a la caracterización de decenas de planetas en tránsito, incluidos planetas más pequeños y planetas que orbitan demasiado lejos de su estrella para ser detectados desde el suelo .
¿Qué pasa con el décimo planeta en tránsito? XO-1b se anunció recientemente y también se encuentra que es un planeta anormalmente grande que orbita una estrella de metalicidad solar. Los modelos implican que tiene un núcleo muy pequeño, por lo que este nuevo descubrimiento fortalece la correlación de metalicidad estelar-planetaria propuesta.
Fuente original: NASA Astrobiology
