¿La naturaleza o la crianza dieron forma a los planetas más populares de la Vía Láctea?

Este diagrama ilustra cómo los planetas se pueden plegar y clasificar en dos clases de tamaños diferentes. Primero, los núcleos rocosos de los planetas están hechos de piezas más pequeñas. Entonces, la gravedad de los planetas atrae el gas hidrógeno y el helio. Con el tiempo, los planetas se «queman» a causa de la luz de las estrellas y pierden algo de gas. El estudio Magellan-TESS tiene como objetivo comprender con más detalle cómo pueden diferir las trayectorias de formación de super-Tierras y mini-Neptuno. Fuente: NASA / Kepler / Caltech (R. Hurt

El estudio de Carnegie de los candidatos a exoplanetas identificados por el Estudio de satélites de exoplanetas en tránsito (TESS) de la NASA está sentando las bases para ayudar a astrónomos tan notables.

Johanna Teske de Carnegie, Sharon Wang de la Universidad de Tsinghua (antes Carnegie) y Angie Wolfgang (antes Penn State University y ahora SiteZeus) dirigieron el estudio Magellan-TESS (MTS), que está medio planeado durante tres años. Los resultados de la encuesta intermedia, en colaboración con un gran grupo internacional de investigadores, se publicarán en Una serie de suplementos para revistas de astrofísica.

La misión Kepler de la NASA reveló que nuestra galaxia está repleta de planetas, descubriendo miles de mundos confirmados y prediciendo que hay miles de millones más. Una de las sorpresas incluidas en este premio es que, con mucho, los exoplanetas más comúnmente descubiertos del tamaño de la Tierra y Neptuno, aunque ninguno existe en nuestro sistema solar. Estos planetas «intermedios» parecen ser de dos tamaños diferentes, aproximadamente de uno a 1,7 (súper-Tierra) y aproximadamente de dos a tres (mini-Neptuno) veces el tamaño de la Tierra, lo que indica una composición de gas diferente.

“Queremos entender si las super-Tierras y las mini-Neptunas eran diferentes de sus comienzos más tempranos, o si algún aspecto de su evolución las hizo divergir”, explicó Teske. “De alguna manera, esperamos investigar la naturaleza y la crianza de los exoplanetas más comunes de la galaxia. ¿Estos planetas nacieron de manera diferente o divergieron debido a su entorno? ¿O es algo intermedio? «

La revisión utiliza datos de TESS y observaciones de los telescopios de Magallanes en el Observatorio Las Campanas de Carnegie en Chile para investigar una selección de 30 candidatos a planetas pequeños y de relativamente corto plazo. Los datos de TESS muestran caídas en el brillo a medida que el objeto pasa frente a su estrella anfitriona. La cantidad de atenuación permite al equipo de investigación medir el radio de un planeta candidato. Esta información se combina con las observaciones recopiladas por el espectrógrafo Planet Finder en Las Campanas, que funciona utilizando una técnica llamada método de velocidad radial, que actualmente es la forma más común en que los astrónomos miden la masa de planetas individuales.

Concepto artístico de un estudio satelital de exoplanetas en tránsito (TESS) (izquierda) que identifica candidatos a planetas que están siendo estudiados por el equipo de MTS. Imagen cortesía del Goddard Space Flight Center de la NASA. El telescopio Magellan Clay en el Observatorio Las Campanas de Carnegie (derecha), donde el equipo de investigación y otros están utilizando el espectrógrafo Planet Finder. Fuente: Yuri Beletsky, cortesía de Carnegie Institution for Science

El equipo de investigación de Magellan-TESS está interesado en la interacción entre las variables clave que podrían ayudar a los astrónomos a caracterizar mejor las vías de formación de las super-Tierras y el miniplano Neptuno. Buscan tendencias en la relación entre la masa de un planeta y su radio; propiedades de la estrella anfitriona, incluida la composición y la cantidad de energía que irradia al planeta; y la arquitectura del sistema planetario del que el planeta es miembro.

«La relación fundamental entre el radio y la masa de estos pequeños planetas es clave para determinar su composición general, a través de su densidad general, así como qué tan grande varía su composición», explicó Wolfgang. «Cuantificar esta relación nos ayudará a distinguir si hay un camino de formación o varios caminos».

Lo que distingue a esta encuesta del trabajo anterior es su alcance: el equipo diseñó la encuesta desde el principio para tratar de aclarar los errores que podrían distorsionar la forma en que se interpretaron los resultados en un contexto más amplio. Su objetivo es sacar conclusiones sólidas sobre la super-Tierra y los mini planetas de Neptuno como población, en comparación con solo 30 objetos individuales.

Los hallazgos a mitad de la pregunta, que hacen una contribución significativa al número de planetas pequeños con masas y radios conocidos, ya apuntan a evidencia de leves errores de selección observacional que pueden haber influido en el trabajo de los científicos sobre las mediciones de masa. Por lo tanto, el MTS puede proporcionar un marco importante para futuros estudios de las velocidades radiales de los planetas en tránsito.

De cara al futuro, la próxima mitad del estudio se centrará en completar la muestra (este artículo incluye 22 de los 30 candidatos planificados), así como en un seguimiento adicional de todos los sistemas en busca de planetas a largo plazo no detectados por TESS para investigar arquitecturas de sistemas. Verificar la influencia de la composición de las estrellas madre es el siguiente paso, ya que trabajos anteriores han sugerido que la composición de los planetas puede estar relacionada con las estrellas alrededor de las cuales orbitan.

«Esperamos que la obtención de esta comprensión multidimensional mejore en gran medida nuestra comprensión de la evolución de los exoplanetas y quizás explique por qué nuestro sistema solar parece inusual», concluyó Wang.

Proporcionado por la Carnegie Institution for Science

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