Los investigadores, utilizando datos del telescopio espacial Kepler, han descubierto que algunos exoplanetas se están reduciendo debido a la pérdida de sus atmósferas, probablemente causada por la radiación de sus núcleos. Este descubrimiento ayuda a explicar la discrepancia de tamaño observada en los exoplanetas e indica un proceso de pérdida atmosférica significativa diferente de la fotoevaporación teorizada previamente.
Un nuevo estudio podría explicar los exoplanetas «faltantes» entre las súper Tierras y los subNeptunos.
Algunos exoplanetas parecen perder su atmósfera y encogerse. En un nuevo estudio que utiliza NASAUtilizando el antiguo telescopio espacial Kepler, los astrónomos están encontrando evidencia de una posible causa: los núcleos de estos planetas están empujando sus atmósferas desde adentro hacia afuera.
La brecha de tamaño de los exoplanetas
Exoplanetas (planetas fuera de nuestro sistema solar) vienen en una variedad de tamaños, desde pequeños planetas rocosos hasta colosales gigantes gaseosos. En el medio hay rocas supertierras y subneptunos más grandes con atmósferas infladas. Pero hay una ausencia flagrante –una “brecha de tamaño”– de planetas que tienen entre 1,5 y 2 veces el tamaño de la Tierra (o entre súper Tierras y subNeptunos) que los científicos se esfuerzan por comprender mejor.
«Los científicos han confirmado ahora la detección de más de 5.000 exoplanetas, pero hay menos planetas de lo esperado con un diámetro entre 1,5 y 2 veces el de la Tierra», dijo Jessie Christiansen, científica investigadora de Caltech/IPAC, directora científica de exoplanetas de la NASA. archivos y autor principal del nuevo estudio en La revista astronómica.. “Los científicos de exoplanetas ahora tienen suficientes datos para decir que esta discrepancia no se debe al azar. Algo está sucediendo que impide que los planetas alcancen y/o se mantengan en este tamaño.
El concepto de este artista muestra cómo podría verse el exoplaneta subneptuno TOI-421 b. En un nuevo estudio, los científicos han descubierto nueva evidencia que sugiere cómo este tipo de planetas pueden perder sus atmósferas. Crédito: NASA, ESA, CSA y D. Player (STScI)
Los investigadores creen que esta discrepancia podría explicarse por el hecho de que algunos subneptunos pierden su atmósfera con el tiempo. Esta pérdida se produciría si el planeta no tuviera suficiente masa, y por tanto fuerza gravitacional, para retener su atmósfera. Por lo tanto, los subneptunos que no sean lo suficientemente masivos se reducirían aproximadamente al tamaño de las súper Tierras, dejando una brecha entre los dos tamaños de planetas.
Pero sigue siendo un misterio exactamente cómo estos planetas pierden sus atmósferas. Los científicos han identificado dos mecanismos probables: uno se llama pérdida de masa debido al núcleo; y el otro, fotoevaporación. El estudio descubrió nueva evidencia que respalda lo primero.
Este vídeo explica las diferencias entre los principales tipos de exoplanetas o planetas ubicados fuera de nuestro sistema solar. Crédito: NASA/JPL-Caltec
Resuelve el misterio
La pérdida de masa impulsada por el núcleo ocurre cuando la radiación emitida por el núcleo caliente de un planeta empuja la atmósfera del planeta con el tiempo, «y esa radiación empuja la atmósfera desde abajo», dijo Christiansen.
La otra explicación principal de la brecha planetaria, la fotoevaporación, ocurre cuando la atmósfera de un planeta es esencialmente arrastrada por la radiación caliente de su estrella anfitriona. En este escenario, «la radiación de alta energía de la estrella actúa como un secador de pelo sobre un cubo de hielo», dijo.
Si bien se cree que la fotoevaporación ocurre durante los primeros 100 millones de años de un planeta, la pérdida de masa debida al núcleo ocurriría mucho más tarde, cerca de mil millones de años después del comienzo de la vida de un planeta. Pero cualquiera que sea el mecanismo, «si no tienes suficiente masa, no puedes aguantar, pierdes tu atmósfera y te encoges», añadió Christiansen.
Esta infografía detalla los principales tipos de exoplanetas. Los científicos han trabajado para comprender mejor la “brecha de tamaño”, o ausencia evidente, de planetas entre las súper Tierras y los subNeptunos. Crédito: NASA/JPL-Caltech
Descubriendo evidencia a través de la observación
Para este estudio, Chistiansen y sus coautores utilizaron datos del K2 de la NASA, una misión extendida del telescopio espacial Kepler, para observar los cúmulos de estrellas Praesepe y Hyades, que tienen entre 600 y 800 millones de años. Debido a que generalmente se piensa que los planetas tienen la misma edad que su estrella anfitriona, los subneptunos en este sistema habrían pasado la edad en la que podría haber tenido lugar la fotoevaporación, pero no lo suficientemente viejos como para haber sufrido una pérdida de masa impulsada por el núcleo.
Entonces, si el equipo viera que había muchas estrellas sub-Neptuno en Praesepe y Hyades (en comparación con estrellas más antiguas en otros cúmulos), podrían concluir que no hubo fotoevaporación. En este caso, la pérdida de masa alimentada por el núcleo sería la explicación más probable de lo que les sucede a los subneptunos menos masivos con el tiempo.
Al observar Praesepe y Hyades, los investigadores descubrieron que casi el 100% de las estrellas de estos cúmulos todavía tienen una capa subyacente.Neptuno planeta o planeta candidato en su órbita. A juzgar por el tamaño de estos planetas, los investigadores creen que han conservado sus atmósferas.
Esta ilustración muestra el cazador de exoplanetas de la NASA, el Telescopio Espacial Kepler. La agencia anunció el 30 de octubre de 2018 que Kepler se había quedado sin combustible y estaba siendo retirado a su órbita segura actual, lejos de la Tierra. Kepler dejó un legado de más de 2.600 descubrimientos de exoplanetas. Crédito: NASA/Wendy Stenzel/Daniel Rutter
Esto difiere de otras estrellas más antiguas observadas por K2 (estrellas de más de 800 millones de años), de las cuales sólo el 25% tienen órbitas subneptuninas. Las edades más antiguas de estas estrellas están más cerca del período en el que se cree que tiene lugar la pérdida de masa impulsada por el núcleo.
A partir de estas observaciones, el equipo concluyó que la fotoevaporación no pudo haber ocurrido en Praesepe y Hyades. Si este hubiera sido el caso, habría sucedido cientos de millones de años antes y a estos planetas les quedaría poca o ninguna atmósfera. Esto deja a la pérdida de masa debida al núcleo como la principal explicación de lo que probablemente esté sucediendo en las atmósferas de estos planetas.
La investigación en curso y el legado de Kepler
El equipo de Christiansen pasó más de cinco años creando el catálogo de planetas candidatos necesarios para el estudio. Pero la investigación está lejos de terminar, dijo, y es posible que la comprensión actual de la fotoevaporación y/o la pérdida de masa impulsada por el núcleo evolucione. Es probable que los hallazgos sean probados por estudios futuros antes de que alguien pueda declarar resuelto el misterio de esta brecha planetaria de una vez por todas.
Este estudio se realizó utilizando los Archivos de Exoplanetas de la NASA, operados por Caltech en Pasadena bajo contrato con la NASA como parte del Programa de Exploración de Exoplanetas, ubicado en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. JPL es una división de Caltech.
Referencia: “Escalado K2. VII. Evidencia de una alta tasa de aparición de subneptunos calientes en edades intermedias” por Jessie L. Christiansen, Jon K. Zink, Kevin K. Hartitle-Ullman, Rachel B. Fernandes, Philip F. Hopkins, Luisa M. Rebull, Kiersten M Boley, Galen J. Bergsten y Sakhee Bhure, 15 de noviembre de 2023, La revista astronómica.. DOI: 10.3847/1538-3881/acf9f9
La misión Kepler de la NASA
El 30 de octubre de 2018, Kepler se quedó sin combustible y puso fin a su misión después de nueve años, durante los cuales descubrió más de 2.600 planetas confirmados alrededor de otras estrellas, así como miles de candidatos más de los que los astrónomos están trabajando para confirmar.
El Centro de Investigación Ames de la NASA, ubicado en Silicon Valley, California, gestiona las misiones Kepler y K2 en nombre de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. JPL gestionó el desarrollo de la misión Kepler. Ball Aerospace & Technologies Corporation operó el sistema de vuelo con el apoyo del Laboratorio de Física Espacial y Atmosférica de la Universidad de Colorado Boulder.
Un artículo científico titulado Metano en toda la atmósfera del exoplaneta caliente WASP-80b fue publicado recientemente por un equipo dirigido por Taylor Bell, investigador del Instituto de Investigación Ambiental del Área de la Bahía. Bell descubrió que WASP-80b es lo que se conoce como un «Júpiter caliente» con una temperatura de aproximadamente 1.025 grados Fahrenheit. Esto coloca al exoplaneta entre Júpiter calientes como HD 209458 b, el primer exoplaneta en tránsito descubierto, y Júpiter frío como nuestro Júpiter, que solo se calienta hasta 235 grados Fahrenheit.
La temperatura del exoplaneta es importante porque es sólo una pieza más del rompecabezas del metano. Hay una grave falta de metano en la atmósfera de la mayoría de los exoplanetas, lo que significa que cada vez que los científicos descubren un planeta que lo contiene, deben estudiar cuidadosamente todos los aspectos de su composición. Cada exoplaneta productor de metano descubierto por los astrónomos desempeña un papel importante para ayudar a la comunidad científica a desarrollar la teoría atmosférica.
La temperatura de WASP-80b, en particular, lo coloca en «un régimen de transición interesante donde los modelos químicos de equilibrio predicen que debería haber características detectables de CH4 y CO/CO2 en los espectros de transmisión y emisión del planeta…’ según los investigadores que trabajaron en el artículo. .
Esta impresionante imagen fue capturada por la misión Euclid de la Agencia Espacial Europea.
La NASA ha compartido otra maravilla espacial: la galaxia espiral, también conocida como la «galaxia oculta». La galaxia captada por el Hubble se encuentra a unos 11 millones de años luz de la Tierra. Esta impresionante imagen fue capturada por la misión Euclid de la Agencia Espacial Europea.
«La galaxia espiral de arriba, también conocida como ‘Galaxia Oculta’, es la primera de cinco imágenes publicadas por la misión Euclid», escribió la NASA en el pie de foto de Instagram. La agencia espacial mencionó además que la galaxia se encuentra a unos 11 millones de años luz de la Tierra y «se encuentra detrás de un montón de polvo en la Vía Láctea».
Una galaxia espiral suele tener un disco giratorio con «brazos» espirales que se extienden desde una región central densa. La Vía Láctea también es una galaxia espiral.
Una gran galaxia espiral es visible desde el frente en colores blanco/rosa en el centro de esta imagen astronómica cuadrada.
Mira la publicación aquí:
Publicadas hace 5 horas, las fotos obtuvieron más de 2 lakh de me gusta en Instagram. Los amantes del espacio quedaron absolutamente hipnotizados después de que la NASA compartió la imagen.
Un usuario escribió: «¡Esto sería una decoración navideña fuera de este mundo! Estamos seguros de que la gente haría espacio en su árbol para colocar uno».
Otro usuario comentó: “¡Este telescopio producirá un gran conocimiento científico! »
«¡Guau, esto es lo que todos necesitaban ver antes de acostarse! Esos sueños para todos», escribió el tercer usuario.
«¡Esto es increíble! El centro parece un ojo. Me encanta», comentó el cuarto usuario.
El quinto usuario escribió: «¡Es hermoso e increíble! ¡Estamos esperando el lanzamiento del Telescopio Espacial Romano de la NASA para descubrir los secretos del universo! ¡Y vea la cooperación de estos increíbles telescopios!»
Según un informe reciente de cnn, ha aparecido en el estado de Utah un misterioso rayo cósmico, cuyos orígenes se pueden rastrear más allá de nuestra galaxia conocida. La partícula de energía ultraalta observada por los astrónomos es completamente invisible a simple vista, pero está repleta de energía transferible. Aunque los científicos aún no han triangulado el origen de este rayo, los investigadores parecen estar seguros de que contiene propiedades de los confines del espacio.
Los rayos cósmicos de baja energía están muy extendidos por toda la Tierra y a menudo emanan del sol en el centro de nuestro sistema solar. Si bien ocasionalmente se pueden observar algunos rayos de alta energía en la Tierra, ninguno parece compartir propiedades con el descubierto recientemente en Utah. Los rayos se miden como partículas cargadas que viajan a través del espacio y que a menudo no tienen un impacto significativo en el cuerpo humano, aunque las partículas de alta energía que se encuentran en el rayo de Utah son lo suficientemente potentes como para imitar la sensación de un ladrillo que cae sobre el dedo del pie a la altura de la cintura. . , según los investigadores.
El rayo cósmico recién descubierto, que los científicos han denominado partícula Amaterasu, un guiño a la diosa solar japonesa, fue localizado por el Telescope Array en el desierto occidental de Utah. El Telescope Array es un observatorio de rayos cósmicos que ha estado en funcionamiento durante casi 20 años y desde entonces ha sido responsable de detectar y buscar más de 30 rayos de energía ultraalta. Los investigadores del observatorio utilizan detectores complejos que cubren más de 270 millas cuadradas de tierra en el desierto occidental y detectan la densidad de partículas mediante la activación de voltios de exaelectrones.
El rayo cósmico Amaterasu, descubierto el 27 de mayo de 2021, activó casi dos docenas de detectores de superficie, lo que dio como resultado la medición de 244 exaelectrones voltios. A modo de comparación, el rayo más energético jamás observado en la historia científica es la partícula llamada «Oh, Dios mío», descubierta en 1991, que contiene 320 exaelectrones voltios. Aún no se ha podido rastrear el origen exacto de estas firmas electrónicas, aunque muchos científicos creen que están relacionadas con fenómenos energéticos del espacio profundo, como explosiones de rayos gamma, agujeros negros y núcleos galácticos.
Lo más cerca que pueden llegar los científicos de rastrear estos rayos cósmicos es un gran espacio vacío en el borde exterior de la Vía Láctea, que los astrónomos han llamado el Vacío Local. La región no parece tener cuerpos celestes ni fuentes de energía, aunque esta es la mejor hipótesis que tienen actualmente los investigadores sobre los orígenes de las partículas Amaterasu y Oh My God. Los científicos de Utah se comprometen a seguir estudiando tanto el vacío como las partículas entrantes, para establecer algún tipo de modelo con las gotas de energía que caen.
Un portavoz de Telescope Array Collaboration explicó en un comunicado de prensa reciente que estos eventos cósmicos de alta energía parecen aleatorios cuando se trazan sus trayectorias. Los rayos cósmicos no parecen ser parte de un patrón establecido, lo que deja perplejos a los investigadores. Sin una comprensión clara de dónde provienen estas partículas o cómo llegan hasta aquí, los científicos han luchado por predecir y comprender el movimiento de los rayos de alta energía que emanan del vacío distante.
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