Como en Star Wars: ¿es posible la vida en un planeta con dos soles?

Durante observaciones detalladas como parte del programa de búsqueda de planetas WASP, los astrónomos europeos descubrieron una nueva enana marrón mientras transitaba por su estrella. El objeto recién descubierto, catalogado como WASP-128b, tiene una característica importante: sus interacciones de marea con la estrella cambian constantemente. El descubrimiento se detalla en un artículo publicado el 19 de julio en arXiv.org.

Las enanas marrones se consideran una etapa intermedia entre los planetas y las estrellas. Los astrónomos generalmente coinciden en que son objetos subelementales, que ocupan un rango de masa de 13 a 80 masas de Júpiter. Hasta la fecha, la mayoría de las enanas marrones descubiertas están solas en el espacio. Sin embargo, algunas enanas marrones tienen estrellas orbitales y, sorprendentemente, el 16 por ciento de estas estrellas tienen compañeras más masivas que Júpiter, pero sólo el 1 por ciento de ellas pueden clasificarse como enanas marrones.

Además, sólo unas pocas enanas marrones orbitan estrellas de tipo G. Se cree que estos objetos en los sistemas enanos G sufren una rápida desintegración orbital debido a una sutil disipación de las mareas. Ampliar la lista de enanas marrones conocidas en tales sistemas podría ayudar a estudiar diferentes modelos de evolución.

Recientemente, un equipo de astrónomos dirigido por Vedad Hodzic de la Universidad de Birmingham, EE.UU., descubrió una nueva enana marrón. La señal de tránsito en la curva de luz de la estrella WASP-128 se identificó utilizando el telescopio robótico TRAPPIST de 0,6 m y el telescopio Euler de 1,2 m ubicado en el Observatorio La Silla de ESO en Chile. Observaciones espectroscópicas posteriores de esta estrella confirmaron que la señal fue causada por un enorme satélite circunestelar que orbitaba alrededor de su anfitrión.

“Informamos sobre el descubrimiento de WASP-128b, una nueva enana marrón en tránsito descubierta por el estudio WASP, en la órbita cercana G0V, donde la velocidad de rotación medida del sistema estelar permite caracterizarlo como un sistema dinámico de mareas, lo que sugiere fuertes acoplamientos de mareas. entre la pareja”, escriben los investigadores en su artículo.

WASP-128b tiene aproximadamente el tamaño de Júpiter (0,94 radios de Júpiter), pero 37,5 veces más grande que el planeta más grande de nuestro sistema solar. Hace que su estrella madre orbite a su alrededor y haga una revolución completa cada 2,2 días.

Además, los investigadores descubrieron que WASP-128b se está expandiendo gradualmente y, según los cálculos, le quedan unos 267 millones de años de vida.

Los astrónomos observaron que este valor es similar al que está presente en algunos exoplanetas masivos de "Júpiter caliente" en órbitas cortas.

Además, la estrella anfitriona se encuentra aproximadamente a 1.375 años luz de la Tierra y es un 16 por ciento más grande y más masiva que el Sol. Tiene una temperatura constante de 5950 K, una edad estimada de unos 2.300 millones de años y un período de rotación de unos 2,93 días. Como señala el artículo, esta tasa de rotación indica un giro de marea que se produce debido a su enorme compañero.

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En la quinta edición de su libro "" Universo, vida y mente.’’:
""En otras palabras, si tenemos en cuenta valores suficientemente pequeños de la relaciónM2/M1, entonces resulta que Casi todas las estrellas de tipo solar son múltiples o están rodeadas por una familia de planetas.. Si asumimos condicionalmente que la masa más grande de un planeta es igual a 10 -3 masas del Sol (¡Júpiter!), resulta que ~ 10% de todas las estrellas del tipo Sol tienen sistemas planetarios. En nuestra opinión, a pesar de la relativa pobreza del material estadístico utilizado, los estudios de Abt y Levy son la mejor de todas las justificaciones existentes para la multiplicidad de sistemas planetarios de estrellas de tipo solar.""

En otras palabras, en aquellos días se creía que el sistema podía estar formado por varias estrellas o por una estrella con planetas. Las investigaciones modernas han demostrado que esta suposición es errónea: los sistemas de varias estrellas también pueden tener planetas. Por lo tanto, en esta parte describiré brevemente los descubrimientos en esta área.

Hay dos tipos de tales sistemas planetarios. El primer tipo es cuando los planetas orbitan alrededor de cada estrella del sistema. Para mayor claridad, esto se puede demostrar en el siguiente diagrama:

CartaPAG el planeta está indicado por letrasA YB Estrellas individuales de una binaria estelar. .

Al principio se da un ejemplo de un sistema de este tipo, como una escena de una película de ciencia ficción. Muestra el planeta (donde se desarrollan acontecimientos dramáticos con incomparable Vin Diésel), que se encuentra en un sistema estelar triple, que también incluye un par de estrellas cercanas. Periódicamente, el planeta experimenta eclipses prolongados provocados por planetas gigantes con anillos que orbitan en órbitas con períodos más cortos y más largos que el planeta habitable donde tienen lugar los principales eventos de la película.

Diagrama del sistema planetario del mundo. Riddick.

Los primeros descubrimientos de exoplanetas ya mostraron la amplia distribución de tales sistemas. El más notable de ellos fue un sistema planetario alrededor de una estrella, del que se sospechaba en 1988. El último estudio de 2011 proporciona los siguientes parámetros del sistema (entre paréntesis de error):
El período del sistema planetario es de 903,3(1,5) días. Excentricidad orbital 0,049(0,034). Masa mínima posible (según el método de la velocidad radial) 1,85(0,16) masa Júpiter. Masa máxima posible (de astrometría hiparco) 28 masa Júpiter. Semieje mayor orbital 2,05(0,06) unidades astronómicas.
El período orbital de la estrella binaria es 67 (1,4) años, excentricidad 0,41, masa de la estrella principal (alrededor de la cual se encontró el planeta) 1,4 (0,12) masa Sol, la masa de la segunda estrella es 0,41(0,02) masa Sol.
La compacidad de este sistema se puede representar esquemáticamente en el siguiente diagrama (se conserva la escala):

Diagrama de socios conocidos en el sistema. Tomado de aquí.

Junto con la muy baja excentricidad de la órbita planetaria en comparación con la órbita de la segunda estrella, muchos prestan atención a la similitud de este sistema con el sistema binario estelar más cercano a nosotros: Alfa Centauri(en el que también se encontró recientemente un candidato planetario). Ud. Alfa Centauri Los parámetros dobles son: semieje mayor 23,4. unidades astronómicas, excentricidad orbital 0,52, período orbital 79,4 años, masas estelares 1,1 y 0,93 masas Sol.

En términos generales, se han descubierto hasta la fecha unos cincuenta sistemas de este tipo, la mayoría método de velocidad radial. Debido al hecho de que es difícil para los espectrógrafos medir las velocidades radiales de las estrellas por separado en estrellas binarias (este método se usa generalmente para buscar planetas en estrellas separadas por más 2 segundos de arco), los sistemas planetarios se descubren predominantemente en binarias amplias con distancias entre estrellas de cientos y miles unidades astronómicas.

Excepto método de velocidad radial, V. Últimamente convertirse en búsquedas efectivas tránsitos tales planetas. Por ejemplo, un telescopio Kepler Fue posible encontrar los primeros sistemas planetarios en los que los planetas giran alrededor de cada estrella en un sistema estelar binario. En la estrella (o Kepler-132) se descubrieron tres planetas en tránsito con períodos de 6,18, 6,42 y 18,0 días. Los cálculos teóricos han demostrado que un sistema planetario de este tipo no puede ser estable si los tres planetas orbitan alrededor de la misma estrella. La fotografía detallada de esta estrella resolvió el misterio:

La distancia angular medida entre las estrellas es 0,9'' segundos de arco, que corresponde a una distancia entre ellos de 450 unidades astronómicas. Además, los espectros de estrellas individuales mostraron que las estrellas tienen velocidades radiales muy cercanas, lo que es una prueba adicional de su conexión física. Hasta ahora, los astrónomos no han podido determinar qué estrella está orbitada por dos planetas en tránsito con períodos de aproximadamente 6 y 18 días, y qué estrella está orbitada por un solo planeta con un período de aproximadamente 6 días. El segundo sistema de este tipo es Kepler-296 (KOI-1422). En él se encontraron 5 planetas en tránsito y, según cálculos teóricos similares, este sistema no puede ser estable.

Ahora pasemos a el segundo tipo de sistemas planetarios en estrellas dobles. Está formado por planetas que orbitan alrededor de varias estrellas a la vez. Se puede representar esquemáticamente así:

CartaPAG el planeta está indicado por letrasA YB Se indican las estrellas individuales del binario estelar. .

Históricamente, los primeros sistemas de este tipo se descubrieron en sistemas binarios eclipsantes (sistemas en los que las estrellas se eclipsan entre sí en relación con un observador terrestre). Observando estos sistemas durante muchas décadas, es posible medir con precisión la periodicidad de estos eclipses. Si uno o más planetas exteriores también orbitan en el sistema, entonces su gravedad provocará alteraciones en la periodicidad de los eclipses estelares. El primer sistema de este tipo se publicó en 2008 cerca de la estrella. Alrededor de este sistema cercano, formado por una enana roja y una subenana blanca (que se eclipsan cada 3 horas), se han encontrado evidencias de la existencia de dos planetas más. Sus períodos orbitales calculados fueron de 9 y 16 años, y sus masas fueron de 8 y 19 masas. Júpiter.

Representación artística del sistema.. .

Luego se publicaron varios sistemas más similares. Método de sincronización del eclipse binario estelar tiene baja sensibilidad y detecta sistemas de planetas masivos con largos períodos orbitales. Afortunadamente, en los últimos años el telescopio espacial Kepler Fue posible descubrir varios sistemas más compactos de este tipo. Gracias a la alta precisión de la medición del brillo de las estrellas y a la larga duración de las observaciones continuas, pudo descubrir varios sistemas en los que se producen eclipses (en relación con el observador terrestre) provocados simultáneamente por estrellas y planetas.

Sistemas formados por estrellas y planetas en tránsito descubiertos por el telescopio. Kepler. La tabla muestra los períodos y excentricidades de las órbitas estelares y planetarias. La última columna indica la relación entre los períodos de revolución de la órbita planetaria y la zona de inestabilidad, en la que los planetas no pueden tener órbitas estables. Los tamaños de los planetas en estos sistemas son varios radios del planeta. Tierra. .

Como se desprende de la tabla, incluso una gran excentricidad de la órbita estelar (como en Kepler-34) no garantiza lo mismo para una órbita planetaria cercana en el sistema (la órbita planetaria tiene una órbita casi circular). La proporción de los períodos orbitales de planetas y estrellas llega incluso a 1 a 6 o 1 a 7 ( Kepler-35 Y Kepler-413).

Un estudio preliminar de estos hallazgos nos permite estimar que la aparición de planetas (de más de 6 radios) Tierra y con un período orbital de hasta 300 días) para estrellas tan cercanas es del 4% al 28% en el caso de órbitas coplanares (las órbitas de planetas y estrellas están cercanas al mismo plano). Si las órbitas están situadas de forma caótica, la incidencia puede llegar incluso al 47%. En cualquier escenario, estas estimaciones preliminares superan las estimaciones de ocurrencia de planetas similares alrededor de estrellas individuales.

En conclusión, cabe señalar que las investigaciones recientes demuestran cada vez más que la formación de planetas en sistemas de varias estrellas no es menos eficaz que en las de una sola estrella. Esto también se ve respaldado por el descubrimiento de discos protoplanetarios en estrellas dobles.

Imagen de discos de polvo orbitando cada estrella en un sistema estelar jovenSR24 . A la izquierda hay una imagen de un telescopio. subaru, a la derecha hay una interpretación teórica de las observaciones. .

Investigadores de Princeton y Caltech ponen en órbita un planeta similar a la Tierra en un modelo informático estrella doble Kepler-35(AB). Resultó que las condiciones en un planeta así podrían ser adecuadas para el surgimiento y mantenimiento de la vida. Aunque una “Tierra” así estaría sujeta a la atracción gravitacional de ambas estrellas y se movería a lo largo de una órbita curva y extraña.

Desgraciadamente, un planeta potencialmente habitable, en cuyo cielo brillan dos soles, como en Tatooine de la saga Star Wars, sólo existe en un ordenador. En realidad, el sistema Kepler-35(AB) observa un planeta ocho veces más grande que la Tierra, que completa una órbita alrededor de dos estrellas en sólo 131,5 días.

Según los investigadores, el trabajo aún arrojó un resultado importante. "Esto significa que los sistemas estelares binarios como el que observamos son perfectamente adecuados para planetas habitables, a pesar de diferencias significativas en la cantidad de luz solar que recibirían los planetas hipotéticos en tal sistema", explicó el coautor del estudio Max Popp, investigador asociado. en la Universidad de Princeton y en el Instituto Max Planck de Meteorología de Hamburgo.

Atmósfera de vapor caliente

Casi simultáneamente con la noticia sobre Kepler-35(AB), llegó otra noticia interesante. John Southworth de la Universidad de Keele en el Reino Unido utilizó el telescopio ESO/MPG (ubicado en Chile) para determinar por primera vez la presencia de una atmósfera en un planeta que podría ser similar a la Tierra. El planeta GJ 1132b orbita una estrella bastante fría, la enana roja GJ 1132. Se cree que este cuerpo celeste rocoso es un 20% más grande que la Tierra en diámetro y un 60% más grande en masa. Estos planetas se llaman supertierras. GJ 1132b está "sólo" a 39 años luz de la Tierra.

En algunas imágenes tomadas con radiotelescopios, el planeta parecía más pequeño que en otras. Los científicos examinaron estas imágenes y llegaron a la conclusión de que cierta zona cerca del borde del cuerpo celeste es transparente. Esta zona que rodea al planeta es su atmósfera. Según los científicos, la envoltura de gas de GJ 1132b se compone principalmente de metano o vapor de agua. La presencia de vapor fue de particular interés para los científicos porque significa que el planeta tiene agua líquida que se evapora y forma una atmósfera.

menos tres

Planetas como GJ 1132b son similares en tamaño y composición a la Tierra y están ubicados a tal distancia de sus estrellas que bien podrían reunir las condiciones para el origen de la vida.

Mientras tanto, estos planetas decepcionan cada vez más a los científicos. Por lo tanto, al menos tres de los siete planetas que orbitan alrededor de la enana roja TRAPPIST-1 pueden llegar a ser mundos muertos. Los científicos del Observatorio Konkoy húngaro presentaron a sus colegas un estudio del campo magnético de una estrella. Resultó que la actividad de TRAPPIST-1 es capaz de provocar frecuentes y poderosas tormentas magnéticas.

Una tormenta geomagnética similar en la Tierra en 1859 inutilizó los sistemas de telégrafo en Europa y América. La aurora se pudo ver desde las costas del Mar Caribe. Teniendo en cuenta que los planetas del sistema TRAPPIST-1 están más cerca de la estrella que la Tierra del Sol, allí se producen llamaradas de intensidad similar con mucha más frecuencia. A juzgar por los datos disponibles, en 80 días su número puede llegar a cinco, y los brotes más débiles ocurren cuatro veces más a menudo que en la Tierra. Tal actividad podría hacer que la atmósfera de estos planetas sea inhabitable.

Estrella vs atmósfera

Otra decepción es el estudio del planeta Proxima b, que orbita alrededor de la enana roja Proxima Centauri. Es el exoplaneta más cercano a la Tierra, situado a una distancia de poco más de cuatro años luz.

Los científicos del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica presentaron sus modelos según los cuales el origen de la vida en Próxima b podría haberse evitado no sólo por las llamaradas en la estrella, sino también por un viento estelar mucho más fuerte y heterogéneo que el solar. viento. Como informaron recientemente los expertos, fue precisamente debido al viento solar que Marte pudo haber perdido su atmósfera: una corriente de plasma fue eliminando gradualmente más de la mitad de las partículas de su capa gaseosa al espacio. Probablemente algo similar ocurrió con Proxima b.

Sin embargo, los científicos pronto tendrán la oportunidad de aprender mucho más sobre si los planetas de otros sistemas tienen atmósfera y cuál es su composición. El lanzamiento del telescopio espacial James Webb, desarrollado por la NASA y las agencias espaciales europea y canadiense, está previsto para 2018. Te permitirá observar los planetas en el espectro infrarrojo y analizar la composición de sus atmósferas.

Los planetas que orbitan alrededor de dos o más estrellas pueden ser un fenómeno más común en el universo que los planetas con una sola estrella, escribe www.site.

Los fanáticos de Star Wars recuerdan con cariño el momento de la película en el que un pensativo Luke Skywalker mira la doble puesta de sol en su planeta natal, Tatooine. Resulta que los planetas con dos soles son más comunes de lo que pensaban los científicos. Recientemente descubrieron diez de estos sistemas. Los científicos incluso tienen evidencia de que estos sistemas son más comunes que los sistemas de un solo planeta y estrella.

Los científicos han creído durante mucho tiempo que la mayoría de las estrellas tienen uno o dos vecinos. Les atormentaba la cuestión de si estos sistemas multiestelares tenían sus propios planetas. Con el lanzamiento del telescopio Kepler en 2009, los astrónomos finalmente tuvieron una herramienta para buscar exoplanetas en sistemas multiestelares: mundos distantes más allá del sistema solar.

El nuevo exoplaneta Kepler-453b se encuentra a 1.400 años luz de la Tierra. Gira alrededor de dos soles, es decir. sistema estelar binario. Los planetas en tales sistemas se llaman "orbitando una estrella doble" por caer bajo la influencia de dos estrellas.

Los astrónomos descubrieron Kepler-453b observando dos estrellas que orbitaban entre sí. La luz proveniente de cada estrella era un poco gris.

“Estas manchas deben formarse debido al paso de un objeto en órbita”., explica Nader Haghighipour, astrónomo de la Universidad de Hawaii en Manoa. Fue uno de los autores de un informe sobre el descubrimiento del planeta Kepler-453b en el Astrophysical Journal.

El 14 de agosto, la Unión Astronómica Internacional, en su Asamblea General en Honolulu, Hawaii, publicó un informe detallado sobre el planeta en un sistema estelar binario. Los científicos han notado algo inusual en un nuevo planeta que orbita alrededor de una estrella doble. Otros planetas giran en el mismo plano que sus estrellas. Esto significa que pasan por delante de ambas estrellas cada vez que completan una revolución. Pero las órbitas de los planetas noveno y décimo están inclinadas en comparación con las órbitas de sus soles.

"Tenemos mucha suerte", dice Haghighipour. Si su equipo no hubiera observado la estrella en el momento adecuado, los científicos no habrían detectado el oscurecimiento y no habrían identificado el planeta.

El hecho de que hayan encontrado dos planetas más orbitando una estrella binaria en un plano orbital inusual significa que este tipo de sistemas están muy extendidos. Haghighipour añadió que debe haber muchos sistemas similares que aún no han sido descubiertos.

Después de todo, si la órbita de un planeta le permite ocasionalmente pasar entre dos estrellas, la brecha en la luz no se notará de inmediato. El próximo paso de los astrónomos será descubrir cómo detectar dichos exoplanetas. Haghighipour cree que esto es problemático, pero posible. Si un planeta es lo suficientemente grande, su gravedad afecta las órbitas de sus estrellas. Los astrónomos pretenden buscar pequeños cambios en la luz de las estrellas.

"Los exoplanetas más famosos orbitan la misma estrella", señaló Philippe Theobalt, científico planetario del Observatorio de París en Francia. No participó en el descubrimiento de los sistemas binarios. Las primeras investigaciones ya habían encontrado exoplanetas en sistemas multiestelares, pero los científicos estaban encontrando sistemas estelares dobles y triples en los que un planeta orbitaba sólo una estrella.

Theobalt sostiene que cuanto más se estudien los sistemas binarios y ternarios, más aprenderán los científicos sobre cómo funcionan. Según él, para comprender mejor las leyes del universo es necesario descubrir otros 50 o 100 sistemas.

Quizás ahora mismo, en algún planeta, un joven Jedi esté admirando una doble puesta de sol. Esto es posible si su planeta de origen está en la zona Ricitos de Oro (una zona habitable segura entre las estrellas). Esta es la distancia a la estrella que permite que el agua esté en estado líquido sin evaporarse ni congelarse. La vida en Kepler-453b es poco probable, ya que este exoplaneta es un gigante gaseoso. Esto significa que no tiene una superficie dura. "Pero puede que tenga compañeros", dice Haghighipour. Dado que el satélite se encuentra en una zona segura, allí puede haber agua y con ella las condiciones para el origen de la vida.

Los planetas que orbitan alrededor de dos o más estrellas pueden ser un fenómeno más común en el universo que los planetas con una sola estrella, escribe www.site. Los fanáticos de Star Wars recuerdan con cariño el momento de la película en el que un pensativo Luke Skywalker mira la doble puesta de sol en su planeta natal, Tatooine. Resulta que los planetas con dos soles son más comunes de lo que pensaban los científicos. Recientemente descubrieron diez de estos sistemas. Los científicos incluso tienen evidencia de que estos sistemas son más comunes que los sistemas de un solo planeta y estrella. Los científicos han creído durante mucho tiempo que la mayoría de las estrellas tienen uno o dos vecinos. Estaban atormentados por la pregunta de si estos sistemas multiestelares tienen...

Derechos de autor de la ilustración AP Captura de imagen Cantidad conocido por la gente Los exoplanetas están aumentando rápidamente.

Un equipo internacional de astrónomos ha llegado a la conclusión de que al menos un exoplaneta orbita alrededor de cada estrella visible en el cielo nocturno.

Esto significa que sólo en nuestra galaxia hay alrededor de 10 mil millones de planetas de tamaño similar a la Tierra.

Para observar estrellas distantes, los científicos utilizaron un fenómeno conocido como lentes gravitacionales, que es la curvatura de un rayo de luz bajo la influencia de la gravedad de un cuerpo celeste masivo.

Este campo gravitacional puede actuar como una lupa y magnificar la luz de estrellas más distantes alrededor de las cuales pueden orbitar los planetas.

Un grupo de astrónomos que utilizan telescopios relativamente pequeños han formado una red para buscar nuevos planetas similares a la Tierra llamada Mindstep.

Intentaban detectar un fenómeno bastante raro cuando, observado desde la Tierra, una de las estrellas aparece directamente delante de otra estrella más distante. En este caso se produce el efecto de microlente, que permite encontrar nuevos exoplanetas.

Como resultado, la red Mindstep pudo registrar 40 fenómenos de este tipo y en tres casos se encontraron planetas orbitando estrellas más distantes.

Aunque la cantidad de planetas encontrados fue relativamente pequeña, basándose en estos descubrimientos, el equipo de investigación pudo calcular la cantidad total de exoplanetas.

Cómo "parpadean" los planetas

"Sólo en los últimos 15 años, el número de planetas conocidos fuera del sistema solar ha aumentado de cero a unos 700", dijo el coautor del estudio Martin Dominic, de la Universidad de St. Andrews en Escocia. "Pero estimamos que hay cientos "Hay miles de millones de ellos sólo en la Vía Láctea".

En los últimos años, la mayoría de los nuevos exoplanetas se han descubierto utilizando el telescopio Kepler, el satélite astronómico de la NASA diseñado para buscar cuerpos celestes similares a la Tierra.

Kepler intenta encontrar exoplanetas detectando el parpadeo, es decir, el cambio de brillo de una estrella en el momento en que un planeta pasa entre ella y el telescopio.

Este método es más eficaz cuando se buscan planetas grandes ubicados cerca de sus estrellas.

El efecto de lente gravitacional es más difícil de utilizar, pero nos permite encontrar planetas de todos los tamaños y a grandes distancias.

Los resultados del trabajo de un grupo de astrónomos fueron presentados en la 219ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense y también fueron publicados en la revista Nature.