Descubren relación entre Neptuno y desiertos exoplanetarios

Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto la 'cordillera neptuniana', una nueva estructura en la distribución de planetas fuera del Sistema Solar, un hallazgo que proporciona valiosa información sobre los exoplanetas dinámicos y atmosféricos.

El estudio, que es una colaboración entre el español Centro de Astrobiología (CAB), INTA-CSIC y las universidades de Ginebra, Warwick, Coímbra y París, se ha publicado este martes en Astronomy & Astrophysics.

Para estudiar la extensa población de sistemas exoplanetarios, los investigadores analizaron la distribución de los planetas conocidos en función, parámetros como su radio y período orbital.

A medida que aumenta el número de detecciones, esta distribución revela nuevos patrones y peculiaridades que los astrónomos intentan comprender y cuyo origen está íntimamente relacionado con los procesos de formación y evolución planetaria.

Una de las regiones más desconcertantes es el "desierto neptuniano", donde casi no hay planetas del tamaño de Neptuno en órbitas cercanas a otras estrellas. Se cree que esta escasez de exo-neptunos calientes es el resultado de la intensa radiación estelar, la cual erosionaría sus atmósferas hasta el punto de eliminarlas completamente, convirtiendo estos planetas en esferas de hierro y rocas de tamaños planetarios.

Más allá de este inhóspito desierto se encuentra la "sabana neptuniana", una región alejada de la intensa radiación estelar donde los planetas Neptunianos se encuentran con mayor frecuencia y donde las condiciones ambientales son más favorables y permiten que los planetas mantengan sus envolturas gaseosas originales durante millones de años.

Buscando el origen de las formaciones planetarias

Una de las cuestiones más relevantes en la investigación exoplanetaria es descubrir cómo y cuándo esos exo-Neptunos llegaron a las órbitas cercanas en las que se encuentran hoy en día, ya que las teorías de formación planetaria sugieren que estos planetas gigantes se formaron a distancias mucho mayores, más allá del desierto y la sabana, en órbitas similares a las de Júpiter y Saturno respecto al Sol. Comprender cómo se pobló el desierto y la sabana se ha convertido en una cuestión clave en la investigación exoplanetaria.

El nuevo estudio se centra en la transición entre el desierto y la sabana de neptunos.

Los investigadores encontraron una concentración inesperada de planetas en el borde del desierto, la cual forma una marcada línea divisoria entre ambos regímenes, una característica que han denominado la 'cordillera neptuniana'.

"Encontramos que un gran número de planetas neptunianos orbitan sus estrellas con períodos orbitales entre 3,2 y 5,7 días. Estimamos que la probabilidad de encontrar un planeta en esta región es unas 8 veces mayor que la de encontrarlo a distancias más cortas —en el desierto—, y unas 3 veces mayor que la de encontrarlo a distancias más largas —en la sabana—, lo que sugiere que estos planetas han estado sujetos a procesos específicos que los llevaron a esta región orbital tan particular", explicó Amadeo Castro-González, contratado predoctoral de INTA en el CAB y autor principal del estudio.

Logro de la misión Kepler de la NASA

El descubrimiento ha sido posible gracias al análisis de los datos de la misión espacial Kepler de la NASA corregidos de sesgos observacionales mediante técnicas estadísticas avanzadas.

Los investigadores mapearon meticulosamente la relación entre radio y periodo de estos exoplanetas, un mapeo exhaustivo que mostró los procesos complejos involucrados en la migración y evaporación atmosférica de estos planetas.

"Las evidencias observacionales sugieren que una fracción sustancial de los planetas en la cordillera podrían haber llegado desde su lugar de nacimiento a través de un mecanismo llamado migración de marea de alta excentricidad, que es capaz de acercar los planetas a sus estrellas en cualquier etapa de su vida", explicó Vincent Bourrier, de la Universidad de Ginebra y coautor del estudio.

Por el contrario, "los planetas en la sabana podrían haber sido traídos principalmente a través de otro tipo de migración, llamada migración impulsada por el disco, que ocurre justo después de la formación de los planetas", añadió.

"Estos procesos de migración, junto con la evaporación de las atmósferas planetarias, probablemente den forma a las distintas características observadas en el paisaje neptuniano", concluyó Bourrier.

el(EFE, Astronomy & Astrophysics)