Esta ilustración muestra dónde están los planetas gigantes en relación con sus estrellas madres. Hallazgos recientes del California Legacy Survey, que examinó cientos de estrellas y planetas, revelan que los planetas gigantes alrededor de otras estrellas tienden a orbitar de 1 a 10 unidades astronómicas (AU) desde sus estrellas. AU es la distancia entre la Tierra y el Sol. Los resultados se muestran en este gráfico para que los edificios más altos muestren dónde la mayoría de los gigantes tienden a “vivir” con respecto a sus estrellas, es decir, en la zona entre 1 y 10 AU de sus estrellas. Los planetas enormes muy cercanos a sus estrellas, conocidos coloquialmente como “Júpiter calientes”, reciben mucha luz y calor de sus estrellas madres cercanas y, por lo tanto, están adornados con gafas de sol. Los gigantes más distantes reciben mucha menos luz de sus estrellas madre y, por lo tanto, son más fríos y se los representa con sombreros y orejeras. Fuente: California Legacy Survey / T. Pyle (Caltech / IPAC)
Astrónomos actuales y anteriores del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai’i (IfA) han completado un estudio colaborativo a gran escala para determinar si la mayoría de los sistemas solares del universo son similares al nuestro. Con la ayuda del Observatorio WM Keck en Maunakea, Hawaii, un censo planetario de 30 años buscó determinar dónde residen generalmente los planetas gigantes en relación con sus estrellas anfitrionas.
En nuestro sistema solar, los planetas gigantes Júpiter y Saturno se encuentran en las regiones exteriores frías, mientras que los planetas más pequeños tienden a orbitar más cerca del sol. La Tierra vive en un trópico intermedio bien adaptado a la vida, a 1 UA del Sol. Júpiter está a unas 5 AU del Sol y Saturno a 9 AU. AU, la distancia de la Tierra a nuestro Sol, es de aproximadamente 93 millones de millas.
“Hablando dinámicamente, Júpiter y Saturno son VIP, planetas muy importantes, del sistema solar”, dijo Lauren Weiss, académica de la IFA. “Se cree que han dado forma al sistema terrestre de planetas, inhibiendo potencialmente el crecimiento de Marte y expulsando cometas portadores de agua hacia la Tierra”.
Somos normales
Los nuevos datos muestran que hay 14 gigantes fríos por cada 100 estrellas en una galaxia en promedio, por lo que si bien el Sistema Solar no es el tipo de sistema planetario más común en la galaxia, está bien representado. La cantidad de planetas gigantes detectados alrededor de estrellas cercanas sugiere que hay miles de millones de planetas gigantes en la Vía Láctea.
Los científicos también descubrieron que los planetas gigantes suelen estar entre 1 y 10 AU de sus estrellas madre, una región en gran parte helada fuera de las zonas templadas de estas estrellas.
El equipo de investigación incluyó a Weiss, el ex graduado de IfA BJ Fulton, y el ex profesor de IfA Andrew Howard, quien ahora es profesor de astronomía en Caltech. Fulton, actualmente investigador en el Centro Astronómico de Caltech, recibió el Premio de la Sociedad Astronómica del Pacífico Robert J. Trumpler 2018 en reconocimiento a su doctorado. La tesis de maestría se refiere a la distribución masiva de planetas extrasolares como algo extremadamente importante para la astronomía.
El nuevo estudio fue publicado en dos artículos en revistas aceptadas para su publicación en Suplemento de la revista de astrofísica. Lee Rosenthal, un graduado de Caltech que trabaja con Howard, es el autor principal de un estudio y Fulton es el autor principal del segundo artículo.
Su gráfico de datos recopilados por el California Legacy Survey indica que la mayoría de los planetas gigantes de una galaxia suelen estar entre 1 y 10 unidades astronómicas (AU) de sus estrellas madre. AU se define como la distancia de la Tierra a nuestro Sol, que es de aproximadamente 93 millones de millas. Esto es similar a lo que vemos en nuestro propio sistema solar: la Tierra está orbitando 1 UA; Júpiter tiene unas 5 UA y Saturno unas 9 UA. Fuente: California Legacy Survey / T. Pyle (Caltech / IPAC)
Maunakea juega un papel clave en la recopilación de datos
Los científicos han observado 719 estrellas similares al sol durante más de tres décadas, encontrando 177 planetas, incluidos 14 planetas recién descubiertos. Los planetas varían en masa de una centésima a veinte la de Júpiter.
El proyecto, denominado California Legacy Survey, se originó en Golden State en la década de 1990; la mitad de los datos se obtuvieron utilizando un espectrómetro Echelle de alta resolución del Observatorio Keck (HIRES). Es el estudio más largo de exoplanetas hasta la fecha.
Rosenthal explica que el estudio fue diseñado para ser imparcial, seleccionando cuidadosamente estrellas al azar, “como si pudieras poner tu mano en una bolsa de estrellas y sacar un planeta al azar”. Trabajando en este proyecto como parte de un doctorado. Tesis, dice Rosenthal, “Fue humillante trabajar en un proyecto de 30 años en el que algunos datos son más antiguos que yo”.
En nuestro sistema solar, también tenemos planetas que son un poco más pequeños que Júpiter y Saturno, Urano y Neptuno, que están fuera de Saturno. La Encuesta del Legado de California no es susceptible a planetas en este rango de tamaño y en esta distancia.
“Si bien no podemos detectar planetas más pequeños como Neptuno y Urano que están muy lejos de sus estrellas, podemos inferir que los grandes gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno son extremadamente raros en las regiones más externas de la mayoría de los sistemas exoplanetarios”, explicó Fulton.
“Esta investigación es un gran punto de partida para futuros instrumentos que sean sensibles a planetas del tamaño de la Tierra”, dijo Howard, quien maneja uno de esos instrumentos novedosos. Buscador de planetas Keckque se enviará al Observatorio Keck en 2022.
La colaboración involucró a científicos de IfA, Caltech y la Universidad de California, y sobre todo utilizaron los telescopios del Observatorio Keck y los telescopios Shane y Automated Planet Finder en el Observatorio Lick, cerca de San José, California.
El equipo planea continuar rastreando los datos en busca de nuevos patrones y pistas que ayuden a comprender las características y la formación de otros sistemas estelares, así como de nuestro propio sistema solar. Están esperando ansiosamente la próxima generación de encuestas.
El primer artículo de la serie, dirigido por Rosenthal, se titula “The California Legacy Survey I. Un catálogo de 177 planetas para el monitoreo preciso de la velocidad radial de 719 estrellas cercanas durante tres décadas”. El segundo artículo de la serie, de Fulton, se titula “California Legacy Survey II. Aparición de planetas gigantes más allá de la línea de hielo ”.
Proporcionado por el Observatorio WM Keck