Resumen (15 de enero de 2006): Un nuevo estudio teórico muestra que la formación de un gigante planeta gaseoso puede ocurrir alrededor de estrellas binarias de la misma forma que se producen alrededor de estrellas solitarias como el sol. El estudio fue presentado por el Dr. Alan Boss del Departamento de Magnetismo Terrestre de la institución Carnegie (Carnegie Institution's Department of Terrestrial Magnetism (DTM)) en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Washington D.C. Los resultados sugieren que los planetas de gas gigantes, como Júpiter, y planetas habitables como la Tierra podrían ser más comunes de lo que anteriormente se creía.





Basado en una investigación de la Institución Carnegie

Formación de un planeta en un sistema simple. Crédito: Carnegie Institute

Un nuevo estudio teórico muestra que la formación de un planeta gaseoso gigante puede ocurrir alrededor de estrellas binarias de la misma forma que se producen alrededor de estrellas solitarias como el sol. El estudio fue presentado por el Dr. Alan Boss del Departamento de Magnetismo Terrestre de la institución Carnegie (Carnegie Institution's Department of Terrestrial Magnetism -DTM) en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Washington D.C. Los resultados sugieren que los planetas gigantes gaseosos, como Júpiter, y planetas habitables como la Tierra podrían ser más comunes de lo que anteriormente se creía. Un artículo que describe estos resultados ha sido publicado en el Astrophysical Journal.

'Tendemos a centrarnos en la búsqueda de otros sistemas solares alrededor de estrellas tales como nuestro Sol', dice Boss. 'Pero estamos aprendiendo que los sistemas planetarios pueden encontrarse alrededor de toda clase de estrellas, desde púlsares hasta enanas M con sólo una tercera parte de la masa de nuestro Sol'.

Dos de cada tres estrellas de la Vía Láctea forman parte de un sistema estelar binario o múltiple, en los que las estrellas orbitan unas alrededor de otras con separaciones que pueden oscilar desde contactos cercanos (binarias cercanos) hasta miles de años luz o más (binarias separadas). La mayoría de binarias tienen separaciones similares a la distancia entre el Sol y Neptuno (~ 30 AU, donde 1 AU = 1 unidad astronómica = 150 millones de kilómetros – la distancia entre la Tierra y el Sol).

No está claro si la formación de un sistema planetario podría ocurrir en sistemas típicos de estrellas binarias, donde las fuertes fuerzas gravitatorias de una estrella podrían interferir con los procesos de formación planetaria alrededor de otras estrellas y viceversa. El anterior estudio teórico ha sugerido, de hecho, que las estrellas binarias típicas no serían capaces de formar sistemas planetarios. Sin embargo, los cazadores de planetas han encontrado recientemente un número de planetas gigantes gaseosos orbitando alrededor de estrellas binarias con límites de separación. Boss descubrió que si el calor del impacto resultante de fuerzas gravitatorias de estrellas compañeras es débil, entonces los planetas gigantes gaseosos son capaces de constituirse en discos de formación planetaria de la misma forma que lo hacen alrededor de estrellas simples. Los discos de formación planetaria podrían mantener el frío suficiente para que los granos de hielo se conserven en estado sólido y así permitir el crecimiento de núcleos sólidos que deben alcanzar el tamaño de múltiples Tierras para que el mecanismo convencional de formación de un planeta gigante gaseoso (adición del núcleo) tenga éxito.

Formación de un planeta en un sistema estelar binario. Crédito: Carnegie Institute

Los modelos de Boss muestran, incluso más directamente, que los mecanismos alternativos para la formación de un planetas gaseosos gigantes (inestabilidad del disco), pueden proceder tanto de sistemas binarios como de alrededor de estrellas simples, y de hecho podría incluso ser impulsado por las fuerzas gravitatorias de otras estrellas. En los nuevos modelos de Boss, el disco de formación planetaria en órbita alrededor de una de las estrellas es rápidamente conducido a formar densos brazos de espirales, dentro de los cuales se forman grupos de gas y polvo por su propia gravitación y empieza el proceso de contracción a tamaños planetarios. El proceso es asombrosamente rápido, requiriendo menos de 1000 años para grupos densos para formar de otra manera discos sin rasgos diferenciables. Habría multitud de planetas similares a la Tierra formándose cerca de la estrella central después de que los planetas gigantes gaseosos se hayan formado, de la misma forma que se cree que se formó nuestro sistema planetario.

Boss señala, 'Este resultado podría tener implicaciones profundas en el incremento de la probabilidad de la formación de sistemas planetarios parecidos al nuestro, porque las estrellas binarias son la regla en nuestra galaxia, no la excepción'. Si las estrellas binarias pueden acoger sistemas planetarios formados en el exterior por planetas gigantes gaseosos y en el interior por planetas similares a la Tierra, entonces la probabilidad de otros mundos habitables aumenta de repente en tres veces – puesto que podría haber tres veces más posibles anfitriones para sistemas planetarios similares al nuestro. Los planes de la NASA para buscar y caracterizar planetas como la Tierra en la próxima década tendría entonces mucho más probabilidades de éxito.

Una de las preguntas clave restantes sobre los modelos teóricos es la cantidad correcta de calor en el disco de formación planetaria, tanto como la cuestión más general de con qué rapidez es capaz de enfriarse el disco. Boss y otros investigadores están trabajando activamente para mejorar el entendimiento de esos procesos de calentamiento y enfriamiento. Dado el aumento de pruebas observacionales de planetas gigantes gaseosos en sistemas de estrellas binarias, los nuevos resultados sugieren que el calor del impacto en discos binarios puede no ser tan grande, o que impediría la formación planetaria de gigantes gaseosos.