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Para el álbum de The Contortionist, vea Exoplanet (álbum) .

Histograma de exoplanetas descubiertos cada año con métodos de descubrimiento a partir del 5 de marzo de 2020
Exoplanetas descubiertos cada año con métodos de descubrimiento, hasta el presente. [2]
Comparación de tamaño de Júpiter y el exoplaneta TrES-3b
Comparación del tamaño de Júpiter y el exoplaneta TrES-3b . TrES-3b tiene un período orbital de solo 31 horas [3] y está clasificado como un Júpiter Caliente por ser grande y estar cerca de su estrella, lo que lo convierte en uno de los planetas más fáciles de detectar por el método de tránsito .
Gráfico de histograma de exoplanetas confirmados por distancia
Gráfico de histograma de la NASA de exoplanetas confirmados por distancia

Un exoplaneta o planeta extrasolar es un planeta fuera del Sistema Solar . La primera evidencia posible de un exoplaneta se observó en 1917, pero no se reconoció como tal. [4] La primera confirmación de detección ocurrió en 1992. A esto le siguió la confirmación de un planeta diferente, originalmente detectado en 1988. Al 1 de marzo de 2021, hay 4.687 exoplanetas confirmados en 3.463 sistemas , con 770 sistemas que tienen más de uno. planeta . [5]

Existen muchos métodos para detectar exoplanetas . La fotometría de tránsito y la espectroscopia Doppler son las que más han encontrado, pero estos métodos adolecen de un claro sesgo de observación que favorece la detección de planetas cerca de la estrella; por tanto, el 85% de los exoplanetas detectados están dentro de la zona de bloqueo de las mareas . [6] En varios casos, se han observado múltiples planetas alrededor de una estrella. [7] Aproximadamente 1 de cada 5 estrellas similares al Sol [a] tienen un planeta del "tamaño de la Tierra " [b] en la zona habitable . [c] [8] [9]Suponiendo que hay 200 mil millones de estrellas en la Vía Láctea, [d] se puede suponer que hay 11 mil millones de planetas potencialmente habitables del tamaño de la Tierra en la Vía Láctea, aumentando a 40 mil millones si se incluyen los planetas que orbitan las numerosas enanas rojas . [10]

El planeta menos masivo conocido es Draugr (también conocido como PSR B1257 + 12 A o PSR B1257 + 12 b), que tiene aproximadamente el doble de la masa de la Luna . El planeta más masivo que figura en el Archivo de Exoplanetas de la NASA es HR 2562 b , [11] [12] aproximadamente 30 veces la masa de Júpiter , aunque según algunas definiciones de planeta (basadas en la fusión nuclear del deuterio [13] ), es demasiado masivo para ser un planeta y puede ser una enana marrónen lugar de. Los tiempos orbitales conocidos de los exoplanetas varían desde unas pocas horas (para los más cercanos a su estrella) hasta miles de años. Algunos exoplanetas están tan lejos de la estrella que es difícil saber si están ligados gravitacionalmente a ella. Casi todos los planetas detectados hasta ahora están dentro de la Vía Láctea. Existe evidencia de que pueden existir planetas extragalácticos , exoplanetas más lejanos en galaxias más allá de la Vía Láctea local. [14] [15] Los exoplanetas más cercanos se encuentran a 4,2 años luz (1,3 parsecs ) de la Tierra y orbitan Proxima Centauri , la estrella más cercana al Sol. [dieciséis]

El descubrimiento de exoplanetas ha intensificado el interés en la búsqueda de vida extraterrestre . Existe un interés especial en los planetas que orbitan en la zona habitable de una estrella , donde es posible que exista agua líquida, un requisito previo para la vida en la Tierra, en la superficie. El estudio de la habitabilidad planetaria también considera una amplia gama de otros factores para determinar la idoneidad de un planeta para albergar vida. [17]

Los planetas rebeldes son aquellos que no orbitan ninguna estrella. Dichos objetos se consideran una categoría separada de planetas, especialmente si son gigantes gaseosos , que a menudo se cuentan como subenanas marrones . [18] Los planetas rebeldes en la Vía Láctea posiblemente asciendan a miles de millones o más. [19] [20]

Definición [ editar ]

IAU [ editar ]

La definición oficial del término planeta utilizada por la Unión Astronómica Internacional (IAU) solo cubre el Sistema Solar y, por lo tanto, no se aplica a los exoplanetas. [21] [22] El Grupo de Trabajo de la IAU sobre planetas extrasolares emitió una declaración de posición que contenía una definición de trabajo de "planeta" en 2001 y que fue modificada en 2003. [23] Un exoplaneta se definió según los siguientes criterios:

  • Los objetos con masas verdaderas por debajo de la masa límite para la fusión termonuclear de deuterio (actualmente calculada en 13 masas de Júpiter para objetos de metalicidad solar) que orbitan estrellas o remanentes estelares son "planetas" (sin importar cómo se hayan formado). La masa / tamaño mínimo requerido para que un objeto extrasolar sea considerado un planeta debe ser el mismo que se usa en el Sistema Solar.
  • Los objetos subestelares con masas verdaderas por encima de la masa límite para la fusión termonuclear de deuterio son " enanas marrones ", sin importar cómo se formaron o dónde se encuentran.
  • Los objetos que flotan libremente en cúmulos de estrellas jóvenes con masas por debajo de la masa límite para la fusión termonuclear de deuterio no son "planetas", sino "enanas sub-marrones" (o el nombre que sea más apropiado).

Esta definición de trabajo fue enmendada por la Comisión F2 de la IAU: Exoplanetas y el Sistema Solar en agosto de 2018. [24] La definición de trabajo oficial de un exoplaneta es ahora la siguiente:

  • Objetos con masas verdaderas por debajo de la masa límite para la fusión termonuclear de deuterio (actualmente calculada en 13 masas de Júpiter para objetos de metalicidad solar) que orbitan estrellas, enanas marrones o remanentes estelares y que tienen una relación de masa con el objeto central por debajo de L4 / Inestabilidad L5 (M / M central <2 / (25+ √ 621 ) son "planetas" (sin importar cómo se formaron).
  • La masa / tamaño mínimo requerido para que un objeto extrasolar sea considerado un planeta debe ser el mismo que se usa en nuestro Sistema Solar.

La IAU señaló que se podría esperar que esta definición evolucione a medida que mejore el conocimiento.

Alternativas [ editar ]

La UAI 's definición de trabajo no siempre se utiliza. Una sugerencia alternativa es que los planetas deben distinguirse de las enanas marrones sobre la base de su formación. Se cree ampliamente que los planetas gigantes se forman a través de la acreción del núcleo , que a veces puede producir planetas con masas por encima del umbral de fusión del deuterio; [25] [26] [13] Es posible que ya se hayan observado planetas masivos de ese tipo. [27] Las enanas marrones se forman como estrellas a partir del colapso gravitacional directo de nubes de gas y este mecanismo de formación también produce objetos que están por debajo del límite de 13  M Jup y pueden ser tan bajos como 1  M Jup .[28] Objetos en este rango de masa que orbitan sus estrellas con amplias separaciones de cientos o miles de UA y tienen grandes proporciones de masa estrella / objeto probablemente formadas como enanas marrones; sus atmósferas probablemente tendrían una composición más similar a su estrella anfitriona que los planetas formados por acreción que contendrían una mayor abundancia de elementos más pesados. La mayoría de los planetas fotografiados directamente en abril de 2014 son masivos y tienen órbitas anchas, por lo que probablemente representan el extremo de baja masa de la formación de enanas marrones. [29] Un estudio sugiere que los objetos por encima de 10  M Jup se formaron a través de la inestabilidad gravitacional y no deberían considerarse planetas. [30]

Además, el límite de masa de 13 Júpiter no tiene un significado físico preciso. La fusión de deuterio puede ocurrir en algunos objetos con una masa por debajo de ese límite. [13] La cantidad de deuterio fundido depende en cierta medida de la composición del objeto. [31] En 2011, la Enciclopedia de planetas extrasolares incluía objetos de hasta 25 masas de Júpiter, diciendo: "El hecho de que no haya una característica especial alrededor de 13  M Jup en el espectro de masas observado refuerza la elección de olvidar este límite de masa". [32] A partir de 2016, este límite se incrementó a 60 masas de Júpiter [33] según un estudio de las relaciones masa-densidad. [34] ElExoplanet Data Explorer incluye objetos de hasta 24 masas de Júpiter con el aviso: "La distinción de 13 masas de Júpiter del Grupo de Trabajo de la IAU no está motivada físicamente para planetas con núcleos rocosos, y es problemática desde el punto de vista de la observación debido a la ambigüedad sin i ". [35] El Archivo de Exoplanetas de la NASA incluye objetos con una masa (o masa mínima) igual o menor a 30 masas de Júpiter. [36] Otro criterio para separar planetas y enanas marrones, en lugar de fusión de deuterio, proceso de formación o ubicación, es si la presión del núcleo está dominada por la presión de culombio o la presión de degeneración electrónica con la línea divisoria en alrededor de 5 masas de Júpiter.[37] [38]

Nomenclatura [ editar ]

El exoplaneta HIP 65426b es el primer planeta descubierto alrededor de la estrella HIP 65426 . [39]
Artículo principal: Convención de nomenclatura de exoplanetas

La convención para designar exoplanetas es una extensión del sistema utilizado para designar sistemas de estrellas múltiples adoptado por la Unión Astronómica Internacional (IAU). Para los exoplanetas que orbitan una sola estrella, la designación IAU se forma tomando el nombre designado o propio de su estrella madre y agregando una letra minúscula. [40]Las letras se dan en el orden de descubrimiento de cada planeta alrededor de la estrella madre, de modo que el primer planeta descubierto en un sistema se designa "b" (la estrella madre se considera "a") y los planetas posteriores reciben letras posteriores. Si se descubren varios planetas en el mismo sistema al mismo tiempo, el más cercano a la estrella obtiene la siguiente letra, seguido de los otros planetas en orden de tamaño orbital. Existe un estándar provisional aprobado por la IAU para acomodar la designación de planetas circumbinarios . Un número limitado de exoplanetas tienen nombres propios aprobados por la IAU . Existen otros sistemas de nombres.

Historia de detección [ editar ]

Durante siglos, científicos, filósofos y escritores de ciencia ficción sospecharon que existían planetas extrasolares, pero no había forma de saber si existían, cuán comunes eran o cuán similares podrían ser a los planetas del Sistema Solar . Los astrónomos rechazaron varias afirmaciones de detección hechas en el siglo XIX.

La primera evidencia de un posible exoplaneta, orbitando Van Maanen 2 , se observó en 1917, pero no se reconoció como tal. El astrónomo Walter Sydney Adams , que más tarde se convirtió en director del Observatorio Mount Wilson , produjo un espectro de la estrella utilizando el telescopio de 60 pulgadas de Mount Wilson . Interpretó que el espectro era de una estrella de secuencia principal de tipo F , pero ahora se piensa que tal espectro podría ser causado por el residuo de un exoplaneta cercano que había sido pulverizado en polvo por la gravedad de la estrella, el resultado polvo que luego cae sobre la estrella. [4]

La primera sospecha de detección científica de un exoplaneta ocurrió en 1988. Poco después, la primera confirmación de detección llegó en 1992, con el descubrimiento de varios planetas de masa terrestre orbitando el púlsar PSR B1257 + 12 . [41] La primera confirmación de un exoplaneta que orbita una estrella de la secuencia principal se realizó en 1995, cuando se encontró un planeta gigante en una órbita de cuatro días alrededor de la estrella cercana 51 Pegasi . Algunos exoplanetas han sido captados directamente por telescopios, pero la gran mayoría se han detectado a través de métodos indirectos, como el método de tránsito y el método de velocidad radial.. En febrero de 2018, los investigadores que utilizaron el Observatorio de rayos X Chandra , combinado con una técnica de detección de planetas llamada microlente , encontraron evidencia de planetas en una galaxia distante, afirmando: "Algunos de estos exoplanetas son tan (relativamente) pequeños como la luna, mientras que otros son tan masivo como Júpiter. A diferencia de la Tierra, la mayoría de los exoplanetas no están estrechamente unidos a las estrellas, por lo que en realidad están vagando por el espacio o orbitando libremente entre estrellas. Podemos estimar que el número de planetas en esta galaxia [lejana] es más de un billón. [42]

Especulaciones tempranas [ editar ]

Este espacio lo declaramos infinito ... En él hay una infinidad de mundos del mismo tipo que el nuestro.

-  Giordano Bruno (1584) [43]

En el siglo XVI, el filósofo italiano Giordano Bruno , uno de los primeros partidarios de la teoría copernicana de que la Tierra y otros planetas orbitan alrededor del Sol ( heliocentrismo ), propuso la opinión de que las estrellas fijas son similares al Sol y también están acompañadas de planetas.

En el siglo XVIII, Isaac Newton mencionó la misma posibilidad en el " General Scholium " que concluye sus Principia . Haciendo una comparación con los planetas del Sol, escribió: "Y si las estrellas fijas son los centros de sistemas similares, todas se construirán de acuerdo con un diseño similar y estarán sujetas al dominio del Uno ". [44]

En 1952, más de 40 años antes de que se descubriera el primer Júpiter caliente , Otto Struve escribió que no hay ninguna razón convincente por la que los planetas no pudieran estar mucho más cerca de su estrella madre que en el caso del Sistema Solar, y propuso que la espectroscopia Doppler y el método de tránsito podría detectar super-Júpiter en órbitas cortas. [45]

Reclamaciones desacreditadas [ editar ]

Se han hecho afirmaciones de detecciones de exoplanetas desde el siglo XIX. Algunas de las primeras involucran a la estrella binaria 70 Ophiuchi . En 1855 William Stephen Jacob en la Compañía de las Indias 's Observatorio de Madrás informó que las anomalías orbitales hicieron 'muy probable' que había un 'cuerpo planetario' en este sistema. [46] En la década de 1890, Thomas JJ See de la Universidad de Chicago y el Observatorio Naval de los Estados Unidos declaró que las anomalías orbitales demostraban la existencia de un cuerpo oscuro en el sistema 70 Ophiuchi con un período de 36 años alrededor de una de las estrellas. [47]Sin embargo, Forest Ray Moulton publicó un artículo que demostraba que un sistema de tres cuerpos con esos parámetros orbitales sería muy inestable. [48] Durante las décadas de 1950 y 1960, Peter van de Kamp de Swarthmore College hizo otra serie destacada de afirmaciones de detección, esta vez de planetas que orbitan la estrella de Barnard . [49] Los astrónomos ahora generalmente consideran todos los primeros informes de detección como erróneos. [50]

En 1991, Andrew Lyne , M. Bailes y SL Shemar afirmaron haber descubierto un planeta púlsar en órbita alrededor de PSR 1829-10 , utilizando variaciones de tiempo de púlsar . [51] La afirmación recibió brevemente una intensa atención, pero Lyne y su equipo pronto la retiraron. [52]

Descubrimientos confirmados [ editar ]

Artículo principal: Descubrimientos de exoplanetas.
Ver también: Lista de los primeros exoplanetas
Los tres planetas conocidos de la estrella HR8799 , fotografiados por el Telescopio Hale . La luz de la estrella central fue apagada por un coronógrafo de vórtice vectorial .
2MASS J044144 es una enana marrón con una compañera de aproximadamente 5 a 10 veces la masa de Júpiter. No está claro si este objeto compañero es una enana sub-marrón o un planeta.

Al 1 de marzo de 2021, un total de 4.687 exoplanetas confirmados se enumeran en la Enciclopedia de planetas extrasolares, incluidos algunos que fueron confirmaciones de afirmaciones controvertidas de fines de la década de 1980. [5] El primer descubrimiento publicado que recibió confirmación posterior fue realizado en 1988 por los astrónomos canadienses Bruce Campbell, GAH Walker y Stephenson Yang de la Universidad de Victoria y la Universidad de Columbia Británica . [53] Aunque fueron cautelosos al reclamar una detección planetaria, sus observaciones de velocidad radial sugirieron que un planeta orbita alrededor de la estrella Gamma Cephei.. En parte porque las observaciones estaban al límite de las capacidades instrumentales en ese momento, los astrónomos se mantuvieron escépticos durante varios años sobre esta y otras observaciones similares. Se pensó que algunos de los planetas aparentes podrían haber sido enanas marrones , objetos de masa intermedia entre planetas y estrellas. En 1990, se publicaron observaciones adicionales que apoyaban la existencia del planeta en órbita alrededor de Gamma Cephei, [54] pero el trabajo posterior en 1992 volvió a plantear serias dudas. [55] Finalmente, en 2003, técnicas mejoradas permitieron confirmar la existencia del planeta. [56]

Imagen coronagráfica de AB Pictoris que muestra un compañero (abajo a la izquierda), que es una enana marrón o un planeta masivo. Los datos se obtuvieron el 16 de marzo de 2003 con NACO en el VLT , utilizando una máscara de ocultación de 1,4 segundos de arco en la parte superior de AB Pictoris.

El 9 de enero de 1992, los radioastrónomos Aleksander Wolszczan y Dale Frail anunciaron el descubrimiento de dos planetas que orbitaban el púlsar PSR 1257 + 12 . [41] Este descubrimiento fue confirmado y generalmente se considera que es la primera detección definitiva de exoplanetas. Las observaciones de seguimiento solidificaron estos resultados, y la confirmación de un tercer planeta en 1994 revivió el tema en la prensa popular. [57] Se cree que estos planetas púlsar se formaron a partir de los inusuales restos de la supernova que produjo el púlsar, en una segunda ronda de formación de planetas, o bien, son los núcleos rocosos restantes de gigantes gaseosos. que de alguna manera sobrevivieron a la supernova y luego decayeron en sus órbitas actuales.

El 6 de octubre de 1995, Michel Mayor y Didier Queloz de la Universidad de Ginebra anunciaron la primera detección definitiva de un exoplaneta en órbita alrededor de una estrella de secuencia principal , la cercana estrella de tipo G 51 Pegasi . [58] [59] Este descubrimiento, realizado en el Observatoire de Haute-Provence , marcó el comienzo de la era moderna del descubrimiento exoplanetario y fue reconocido por una parte del Premio Nobel de Física de 2019 . Avances tecnológicos, sobre todo en espectroscopia de alta resolución, condujo a la detección rápida de muchos exoplanetas nuevos: los astrónomos podrían detectar exoplanetas indirectamente midiendo su influencia gravitacional en el movimiento de sus estrellas anfitrionas. Más tarde se detectaron más planetas extrasolares al observar la variación en la luminosidad aparente de una estrella cuando un planeta en órbita transitaba frente a ella.

Inicialmente, la mayoría de los exoplanetas conocidos eran planetas masivos que orbitaban muy cerca de sus estrellas madres. Los astrónomos se sorprendieron por estos " Júpiter calientes ", porque las teorías de la formación planetaria habían indicado que los planetas gigantes sólo deberían formarse a grandes distancias de las estrellas. Pero finalmente se encontraron más planetas de otro tipo, y ahora está claro que los Júpiter calientes constituyen la minoría de exoplanetas. En 1999, Upsilon Andromedae se convirtió en la primera estrella de secuencia principal conocida por tener múltiples planetas. [60] Kepler-16 contiene el primer planeta descubierto que orbita alrededor de un sistema estelar binario de secuencia principal. [61]

El 26 de febrero de 2014, la NASA anunció el descubrimiento de 715 exoplanetas recientemente verificados alrededor de 305 estrellas por el Telescopio Espacial Kepler . Estos exoplanetas se comprobaron mediante una técnica estadística denominada "verificación por multiplicidad". [62] [63] [64] Antes de estos resultados, la mayoría de los planetas confirmados eran gigantes gaseosos comparables en tamaño a Júpiter o más grandes porque se detectan más fácilmente, pero los planetas Kepler están en su mayoría entre el tamaño de Neptuno y el tamaño de la Tierra. [62]

El 23 de julio de 2015, la NASA anunció Kepler-452b , un planeta del tamaño de la Tierra que orbita la zona habitable de una estrella de tipo G2. [sesenta y cinco]

El 6 de septiembre de 2018, la NASA descubrió un exoplaneta a unos 145 años luz de la Tierra en la constelación de Virgo. [66] Este exoplaneta, Wolf 503b, tiene el doble del tamaño de la Tierra y fue descubierto orbitando un tipo de estrella conocida como "Enana naranja". Wolf 503b completa una órbita en tan solo seis días porque está muy cerca de la estrella. Wolf 503b es el único exoplaneta tan grande que se puede encontrar cerca de la llamada brecha de Fulton . La brecha de Fulton, notada por primera vez en 2017, es la observación de que es inusual encontrar planetas dentro de un cierto rango de masa. [66] Según los estudios de la brecha de Fulton, esto abre un nuevo campo para los astrónomos, que todavía están estudiando si los planetas que se encuentran en la brecha de Fulton son gaseosos o rocosos. [66]

En enero de 2020, los científicos anunciaron el descubrimiento de TOI 700 d, el primer planeta del tamaño de la Tierra en la zona habitable detectada por TESS. [67]

Descubrimientos candidatos [ editar ]

En enero de 2020, las misiones Kepler y TESS de la NASA habían identificado 4374 candidatos planetarios aún por confirmar, [68] varios de ellos casi del tamaño de la Tierra y ubicados en la zona habitable, algunos alrededor de estrellas similares al Sol. [69] [70] [71]

Poblaciones de exoplanetas - Junio ​​de 2017 [72] [73]
Poblaciones de exoplanetas
Los planetas pequeños vienen en dos tamaños
Planetas de la zona habitable de Kepler

En septiembre de 2020, los astrónomos informaron evidencia, por primera vez, de un planeta extragaláctico , M51-ULS-1b , detectado eclipsando una fuente de rayos X brillante (XRS), en la Galaxia Whirlpool (M51a). [74] [75]

También en septiembre de 2020, los astrónomos que utilizaron técnicas de microlente informaron de la detección , por primera vez, de un planeta deshonesto de masa terrestre, sin ninguna estrella y flotando libremente en la Vía Láctea . [76] [77]

Metodología [ editar ]

La medición del flujo de gas dentro de un disco protoplanetario permite la detección de exoplanetas. [78]
Artículo principal: Métodos de detección de exoplanetas.

Aproximadamente el 97% de todos los exoplanetas confirmados se han descubierto mediante técnicas indirectas de detección, principalmente mediante medidas de velocidad radial y técnicas de seguimiento del tránsito. [79] Recientemente, las técnicas de óptica singular se han aplicado en la búsqueda de exoplanetas. [80]

Formación y evolución [ editar ]

Ver también: Acreción (astrofísica) , hipótesis nebular y migración planetaria

Los planetas pueden formarse en unos pocos a decenas (o más) de millones de años después de su formación estelar. [81] [82] [83] [84] [85] Los planetas del Sistema Solar solo se pueden observar en su estado actual, pero las observaciones de diferentes sistemas planetarios de diferentes edades nos permiten observar planetas en diferentes etapas de evolución. Las observaciones disponibles van desde discos protoplanetarios jóvenes donde los planetas aún se están formando [86] hasta sistemas planetarios de más de 10 Gyr. [87] Cuando los planetas se forman en un disco protoplanetario gaseoso , [88] acumulan envolturas de hidrógeno / helio . [89][90] Estas envolturas se enfrían y se contraen con el tiempo y, dependiendo de la masa del planeta, una parte o la totalidad del hidrógeno / helio se pierde eventualmente en el espacio. [88] Esto significa que incluso los planetas terrestres pueden comenzar con grandes radios si se forman lo suficientemente temprano. [91] [92] [93] Un ejemplo es Kepler-51b, que tiene solo aproximadamente el doble de la masa de la Tierra, pero es casi del tamaño de Saturno, que es cien veces la masa de la Tierra. Kepler-51b es bastante joven con unos cientos de millones de años. [94]

Estrellas que albergan planetas [ editar ]

Artículo principal: Estrellas que albergan planetas
La clasificación espectral de Morgan-Keenan
Impresión artística del exoplaneta orbitando dos estrellas. [95]

Hay al menos un planeta en promedio por estrella. [7] Aproximadamente 1 de cada 5 estrellas similares al Sol [a] tienen un planeta del "tamaño de la Tierra" [b] en la zona habitable . [96]

La mayoría de los exoplanetas conocidos orbitan estrellas aproximadamente similares al Sol , es decir, estrellas de la secuencia principal de las categorías espectrales F, G o K. Las estrellas de menor masa ( enanas rojas , de la categoría espectral M) tienen menos probabilidades de tener planetas lo suficientemente masivos como para ser detectadas. por el método de la velocidad radial . [97] [98] A pesar de esto, la nave espacial Kepler ha descubierto varias decenas de planetas alrededor de enanas rojas , que utiliza el método de tránsito para detectar planetas más pequeños.

Utilizando datos de Kepler , se ha encontrado una correlación entre la metalicidad de una estrella y la probabilidad de que la estrella albergue planetas. Las estrellas con mayor metalicidad tienen más probabilidades de tener planetas, especialmente planetas gigantes, que las estrellas con menor metalicidad . [99]

Algunos planetas orbitan alrededor de un miembro de un sistema estelar binario , [100] y se han descubierto varios planetas circumbinarios que orbitan alrededor de ambos miembros de la estrella binaria. Se conocen algunos planetas en sistemas de estrellas triples [101] y uno en el sistema cuádruple Kepler-64 .

Características generales [ editar ]

Ver también: Exoplanetología

Color y brillo [ editar ]

Ver también: clasificación de gigante gaseoso de Sudarsky
Este diagrama de color-color compara los colores de los planetas del Sistema Solar con el exoplaneta HD 189733b . El color azul profundo del exoplaneta es producido por gotitas de silicato , que dispersan la luz azul en su atmósfera.

En 2013 se determinó por primera vez el color de un exoplaneta. Las mediciones de albedo de mejor ajuste de HD 189733b sugieren que es azul oscuro profundo. [102] [103] Más tarde ese mismo año, se determinaron los colores de varios otros exoplanetas, incluido GJ 504 b que visualmente tiene un color magenta, [104] y Kappa Andromedae b , que si se ve de cerca aparecería de color rojizo. [105] Se espera que los planetas de helio sean de apariencia blanca o gris. [106]

El brillo aparente ( magnitud aparente ) de un planeta depende de qué tan lejos esté el observador, qué tan reflectante es el planeta (albedo) y cuánta luz recibe el planeta de su estrella, que depende de qué tan lejos esté el planeta de la estrella. y lo brillante que es la estrella. Entonces, un planeta con un albedo bajo que está cerca de su estrella puede parecer más brillante que un planeta con un albedo alto que está lejos de la estrella. [107]

El planeta más oscuro conocido en términos de albedo geométrico es TrES-2b , un Júpiter caliente que refleja menos del 1% de la luz de su estrella, lo que lo hace menos reflectante que el carbón o la pintura acrílica negra. Se espera que los Júpiter calientes sean bastante oscuros debido al sodio y potasio en sus atmósferas, pero no se sabe por qué TrES-2b es tan oscuro; podría deberse a un compuesto químico desconocido. [108] [109] [110]

Para los gigantes gaseosos , el albedo geométrico generalmente disminuye al aumentar la metalicidad o la temperatura atmosférica, a menos que haya nubes para modificar este efecto. El aumento de la profundidad de la columna de nubes aumenta el albedo en longitudes de onda ópticas, pero lo disminuye en algunas longitudes de onda infrarrojas. El albedo óptico aumenta con la edad, porque los planetas más antiguos tienen mayores profundidades de columnas de nubes. El albedo óptico disminuye con el aumento de la masa, porque los planetas gigantes de mayor masa tienen mayor gravedad en la superficie, lo que produce menores profundidades de columna de nubes. Además, las órbitas elípticas pueden causar grandes fluctuaciones en la composición atmosférica, lo que puede tener un efecto significativo. [111]

Hay más emisión térmica que reflexión en algunas longitudes de onda del infrarrojo cercano para gigantes gaseosos masivos y / o jóvenes. Por tanto, aunque el brillo óptico depende totalmente de la fase , no siempre es así en el infrarrojo cercano. [111]

Las temperaturas de los gigantes gaseosos se reducen con el tiempo y con la distancia a su estrella. Bajar la temperatura aumenta el albedo óptico incluso sin nubes. A una temperatura suficientemente baja, se forman nubes de agua, que aumentan aún más el albedo óptico. A temperaturas aún más bajas se forman nubes de amoníaco, lo que da como resultado los albedos más altos en la mayoría de las longitudes de onda ópticas y del infrarrojo cercano. [111]

Campo magnético [ editar ]

En 2014, se infirió un campo magnético alrededor de HD 209458 b a partir de la forma en que el hidrógeno se evaporaba del planeta. Es la primera detección (indirecta) de un campo magnético en un exoplaneta. Se estima que el campo magnético es aproximadamente una décima parte de la fuerza del de Júpiter. [112] [113]

Los campos magnéticos de los exoplanetas pueden ser detectables por sus emisiones de radio aurorales con radiotelescopios suficientemente sensibles como LOFAR . [114] [115] Las emisiones de radio podrían permitir la determinación de la tasa de rotación del interior de un exoplaneta, y pueden producir una forma más precisa de medir la rotación de exoplanetas que examinando el movimiento de las nubes. [116]

El campo magnético de la Tierra es el resultado de su núcleo metálico líquido que fluye, pero en supertierras masivas con alta presión, se pueden formar diferentes compuestos que no coinciden con los creados en condiciones terrestres. Los compuestos pueden formarse con viscosidades mayores y altas temperaturas de fusión, lo que podría evitar que los interiores se separen en diferentes capas y, por lo tanto, dar como resultado mantos sin núcleo indiferenciados. Formas de óxido de magnesio como MgSi 3 O 12 podrían ser un metal líquido a las presiones y temperaturas que se encuentran en las súper Tierras y podrían generar un campo magnético en los mantos de las súper Tierras. [117] [118]

Se ha observado que los Júpiter calientes tienen un radio mayor de lo esperado. Esto podría deberse a la interacción entre el viento estelar y la magnetosfera del planeta creando una corriente eléctrica a través del planeta que lo calienta y hace que se expanda. Cuanto más magnéticamente activa es una estrella, mayor es el viento estelar y mayor es la corriente eléctrica que conduce a un mayor calentamiento y expansión del planeta. Esta teoría coincide con la observación de que la actividad estelar se correlaciona con los radios planetarios inflados. [119]

En agosto de 2018, los científicos anunciaron la transformación del deuterio gaseoso en una forma metálica líquida . Esto puede ayudar a los investigadores a comprender mejor los planetas gaseosos gigantes , como Júpiter , Saturno y exoplanetas relacionados, ya que se cree que dichos planetas contienen una gran cantidad de hidrógeno metálico líquido, que puede ser responsable de sus poderosos campos magnéticos observados . [120] [121]

Aunque los científicos anunciaron anteriormente que los campos magnéticos de los exoplanetas cercanos pueden causar un aumento de las llamaradas estelares y las manchas estelares en sus estrellas anfitrionas, en 2019 se demostró que esta afirmación era falsa en el sistema HD 189733 . El hecho de no detectar "interacciones estrella-planeta" en el bien estudiado sistema HD 189733 pone en duda otras afirmaciones relacionadas del efecto. [122]

En 2019, se estimó la fuerza de los campos magnéticos de la superficie de 4 Júpiter calientes y osciló entre 20 y 120 gauss en comparación con el campo magnético de la superficie de Júpiter de 4,3 gauss. [123] [124]

Tectónica de placas [ editar ]

En 2007, dos equipos independientes de investigadores llegaron a conclusiones opuestas sobre la probabilidad de tectónica de placas en super-Tierras más grandes [125] [126] con un equipo diciendo que la tectónica de placas sería episódica o estancada [127] y el otro equipo dijo que La tectónica de placas es muy probable en las super-Tierras incluso si el planeta está seco. [128]

Si las super-Tierras tienen más de 80 veces más agua que la Tierra, entonces se convierten en planetas oceánicos con toda la tierra completamente sumergida. Sin embargo, si hay menos agua que este límite, entonces el ciclo de aguas profundas moverá suficiente agua entre los océanos y el manto para permitir que existan continentes. [129] [130]

Vulcanismo [ editar ]

Las grandes variaciones de temperatura en la superficie de 55 Cancri e se han atribuido a una posible actividad volcánica que libera grandes nubes de polvo que cubren el planeta y bloquean las emisiones térmicas. [131] [132]

Anillos [ editar ]

La estrella 1SWASP J140747.93-394542.6 está orbitada por un objeto que está rodeado por un sistema de anillos mucho más grande que los anillos de Saturno . Sin embargo, se desconoce la masa del objeto; podría ser una enana marrón o una estrella de baja masa en lugar de un planeta. [133] [134]

El brillo de las imágenes ópticas de Fomalhaut b podría deberse a la luz de las estrellas que se refleja en un sistema de anillos circumplanetarios con un radio entre 20 y 40 veces el de Júpiter, aproximadamente del tamaño de las órbitas de las lunas galileanas . [135]

Los anillos de los gigantes gaseosos del Sistema Solar están alineados con el ecuador de su planeta. Sin embargo, para los exoplanetas que orbitan cerca de su estrella, las fuerzas de marea de la estrella llevarían a que los anillos más externos de un planeta se alineen con el plano orbital del planeta alrededor de la estrella. Los anillos más internos de un planeta aún estarían alineados con el ecuador del planeta, de modo que si el planeta tiene un eje de rotación inclinado , las diferentes alineaciones entre los anillos internos y externos crearían un sistema de anillos deformados. [136]

Lunas [ editar ]

En diciembre de 2013 se anunció un candidato a exoluna de un planeta rebelde . [137] El 3 de octubre de 2018, se informó de pruebas que sugerían una gran exoluna en órbita alrededor de Kepler-1625b . [138]

Atmósferas [ editar ]

Artículo principal: atmósfera de exoplanetas
Atmósferas claras frente a nubladas en dos exoplanetas. [139]

Se han detectado atmósferas alrededor de varios exoplanetas. El primero en ser observado fue HD 209458 b en 2001. [140]

En mayo de 2017, se descubrió que los destellos de luz de la Tierra , vistos como centelleantes desde un satélite en órbita a un millón de millas de distancia, eran luz reflejada de los cristales de hielo en la atmósfera . [141] [142] La tecnología utilizada para determinar esto puede ser útil para estudiar las atmósferas de mundos distantes, incluidos los de exoplanetas.

Colas en forma de cometa [ editar ]

KIC 12557548 b es un pequeño planeta rocoso, muy cerca de su estrella, que se está evaporando y dejando una estela de nubes y polvo como un cometa . [143] El polvo podría ser ceniza que sale de los volcanes y se escapa debido a la baja gravedad de la superficie del pequeño planeta, o podría ser de metales que se vaporizan por las altas temperaturas de estar tan cerca de la estrella con el vapor de metal que luego se condensa en polvo. [144]

En junio de 2015, los científicos informaron que la atmósfera de GJ 436 b se estaba evaporando, lo que resultó en una nube gigante alrededor del planeta y, debido a la radiación de la estrella anfitriona, una larga cola de 14 millones de kilómetros (9 millones de millas) de largo. [145]

Patrón de aislamiento [ editar ]

Los planetas bloqueados por mareas en una resonancia de órbita de giro 1: 1 tendrían su estrella siempre brillando directamente sobre su cabeza en un punto que estaría caliente y el hemisferio opuesto no recibiría luz y estaría helado. Un planeta así podría parecerse a un globo ocular con el punto de acceso como la pupila. [146] Los planetas con una órbita excéntrica podrían estar bloqueados en otras resonancias. Las resonancias 3: 2 y 5: 2 darían como resultado un patrón de globo ocular doble con puntos calientes en los hemisferios oriental y occidental. [147] Los planetas con una órbita excéntrica y un eje de rotación inclinado tendrían patrones de insolación más complicados. [148]

Habitabilidad [ editar ]

Ver también: Astrobiología , Zona habitable Circunstellar y Habitabilidad planetaria

A medida que se descubren más planetas, el campo de la exoplanetología continúa creciendo hacia un estudio más profundo de los mundos extrasolares y, en última instancia, abordará la perspectiva de vida en planetas más allá del Sistema Solar . [79] A distancias cósmicas, la vida solo puede detectarse si se desarrolla a escala planetaria y modifica fuertemente el entorno planetario, de tal manera que las modificaciones no puedan ser explicadas por procesos físico-químicos clásicos (procesos fuera de equilibrio). [79] Por ejemplo, oxígeno molecular ( O
2) en la atmósfera de la Tierra es el resultado de la fotosíntesis de plantas vivas y muchos tipos de microorganismos, por lo que puede usarse como una indicación de vida en exoplanetas, aunque también se pueden producir pequeñas cantidades de oxígeno por medios no biológicos. [149] Además, un planeta potencialmente habitable debe orbitar una estrella estable a una distancia dentro de la cual los objetos de masa planetaria con suficiente presión atmosférica puedan soportar agua líquida en sus superficies. [150] [151]

Ver también [ editar ]

  • Disco circumplanetario  : acumulación de partículas que se forman alrededor de un planeta.
  • Detectando la Tierra desde estrellas distantes
  • Exocomet  : un cometa fuera del Sistema Solar
  • Exomoon  : cualquier luna más allá del Sistema Solar
  • Exoplanetología  : estudio de planetas fuera del Sistema Solar
  • Planeta extragaláctico  : planeta que se encuentra fuera de la galaxia Vía Láctea.
  • Listas de exoplanetas  - artículo de lista de listas de Wikipedia
  • Lista de extremos de exoplanetas  - artículo de la lista de Wikipedia
  • Lista de proyectos de búsqueda de exoplanetas  - artículo de la lista de Wikipedia
  • Listas de planetas  - artículo de la lista de Wikipedia
  • NameExoWorlds  - Proyectos de denominación de exoworld de la IAU
  • Nexus for Exoplane System Science  : dedicado a la búsqueda de vida en exoplanetas
  • Sistema planetario
  • Cazadores de planetas
  • Subsatélite  : un satélite que orbita un satélite natural.
  • Planeta de período ultracorto (USP)
  • Zooniverso

Notas [ editar ]

  1. ^ Un b Para el propósito de este 1 en 5 estadística, "Sun-like" significa estrella de tipo G . Los datos de estrellas similares al Sol no estaban disponibles, por lo que esta estadística es una extrapolación de los datos sobre estrellas de tipo K
  2. ^ a b A los efectos de esta estadística de 1 de cada 5, el tamaño de la Tierra significa 1-2 radios terrestres
  3. ^ A los efectos de esta estadística de 1 en 5, "zona habitable" significa la región con 0,25 a 4 veces el flujo estelar de la Tierra (correspondiente a 0,5-2 AU para el Sol).
  4. ^ Aproximadamente 1/4 de las estrellas son estrellas GK similares al Sol. La cantidad de estrellas en la galaxia no se conoce con precisión, pero asumiendo 200 mil millones de estrellas en total, la Vía Láctea tendría alrededor de 50 mil millones de estrellas similares al Sol (GK), de las cuales aproximadamente 1 de cada 5 (22%) u 11 mil millones serían tienen planetas del tamaño de la Tierra en la zona habitable. Incluir las enanas rojas aumentaría esto a 40 mil millones.

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Lectura adicional [ editar ]

  • Jefe, Alan (2009). El universo lleno de gente: la búsqueda de planetas vivientes . Libros básicos. Bibcode : 2009cusl.book ..... B . ISBN  978-0-465-00936-7 (tapa dura); ISBN 978-0-465-02039-3 (rústica). 
  • Dorminey, Bruce (2001). Errantes distantes . Springer-Verlag. ISBN  978-0-387-95074-7 (tapa dura); ISBN 978-1-4419-2872-6 (rústica). 
  • Jayawardhana, Ray (2011). Nuevos mundos extraños: la búsqueda de planetas alienígenas y vida más allá de nuestro sistema solar . Princeton, Nueva Jersey: Princeton University Press. ISBN  978-0-691-14254-8 (tapa dura).
  • Perryman, Michael (2011). El manual de exoplanetas . Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 978-0-521-76559-6.
  • Seager, Sara, ed. (2011). Exoplanetas . Prensa de la Universidad de Arizona. ISBN  978-0-8165-2945-2 .
  • Villard, Ray; Cook, Lynette R. (2005). Mundos infinitos: un viaje ilustrado a planetas más allá de nuestro sol . Prensa de la Universidad de California. ISBN  978-0-520-23710-0 .
  • Yaqoob, Tahir (2011). Exoplanetas y sistemas solares alienígenas . New Earth Labs (Educación y Difusión). ISBN  978-0-9741689-2-0 (rústica).
  • van Dishoeck, Ewine F .; Bergin, Edwin A .; Lis, Dariusz C .; Lunine, Jonathan I. (2014). "Agua: de las nubes a los planetas". Protoestrellas y planetas VI . Protoestrellas y planetas Vi . pag. 835. arXiv : 1401.8103 . Código bibliográfico : 2014prpl.conf..835V . doi : 10.2458 / azu_uapress_9780816531240-ch036 . ISBN 978-0-8165-3124-0. S2CID  55875067 .

Enlaces externos [ editar ]

  • Calculadora de índice de similitud terrestre
  • La enciclopedia de planetas extrasolares ( Observatorio de París )
  • Archivo de exoplanetas de la NASA
  • Catálogo abierto de exoplanetas
  • Catálogo de exoplanetas habitables (PHL / UPR Arecibo )
  • Planetas extrasolares  - D. Montes, UCM
  • Exoplanetas en el Observatorio de París
  • Comparación gráfica de planetas extrasolares
  • Video (1:00): Kepler Orrey V (30 de octubre de 2018) en YouTube