Planetas en resonancia
El sistema de la estrella TOI-178 cuenta con al menos seis planetas, cinco de ellos en resonancia.
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En el pasado se intentó buscar un patrón regular a las órbitas de los planetas, desde Kepler y sus sólidos platónicos hasta la ley de Titius-Bode. No se encontró.
Este sueño de una maquinaria de relojería celestial no era cierto para los planetas de nuestro Sistema, pero quizás sí se dé en otros lugares del Cosmos. Una pista de esto ya la tuvimos con el sistema de TRAPPIST-1. Ahora un grupo de astrofísicos afirman haber descubierto un sistema con al menos 6 planetas de los cuales 5 siguen un patrón de ajuste de periodos especial.
Para poder llegar a este descubrimiento han usado el telescopio VLT que tiene ESO en Chile. La idea es que el análisis de este sistema planetario revele pistas acerca de la formación planetaria que todavía no conozcamos.
La primera vez que se observó TOI-178, una estrella situada a 200 años luz de distancia a nosotros, creyeron detectar 2 planetas. Sin embargo, un análisis más detallado reveló que había realmente 6 en un configuración especial con 5 de ellos en resonancia. Ahora, este equipo liderado por Adrien Leleu (Université de Genève) publica sus resultados en Astronomy & Astrophysics.
La resonancia también se da en nuestro Sistema Solar, pero para tres de las lunas de Júpiter: Ío, Europa y Ganímedes. En este caso la resonancia es de tipo 4:2:1, es decir, por cada cuatro órbitas de Ío, Europa da dos y Ganímedes una.
En el caso de TOI-178 la resonancia es de tipo 18:9:6:4:3. El planeta más cercano no guarda ninguna resonancia, pero el segundo más cercano la estrella traza 18 órbitas completas, cuando el tercero traza 9 y así sucesivamente.
Lo curioso es que esta configuración de resonancia no es fácil de mantener. Si una gran colisión se hubiese dado en el pasado la resonancia se habría roto.
La naturaleza de estos planteas es otro asunto diferente. Un planeta parece tener la densidad de la Tierra mientras que otro que está a su lado tiene la mitad de la de Neptuno. Esto es algo distinto a nuestro Sistema Solar, en donde los planetas telúricos y gaseosos forman grupos separados.
Este contraste de naturalezas y resonancias desafía lo que se sabe sobre la formación planetaria, según Leleu.
Además del VLT con el espectógrafo ESPRESSO, estos investigadores usaron también observaciones del NGTS con SPECULOOS y datos de la misión espacial CHEOPS de la ESA.
Se emplearon tanto la técnica de tránsito como la de la velocidad radial por Doppler para detectar los planetas. La combinación de ambas técnicas permite estimar los periodos orbitales, tamaños y masas de los planetas.
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El planeta más interior completa su órbita en sólo un par de días, mientras que el más alejado necesita de 10 veces más. Sus tamaños van de una a tres veces el tamaño de la Tierra, mientras que las masas van de 1,5 a 30 veces la terrestre. Unos serían de tipo rocoso y otros de tipo gaseoso de tipo minineptuno.
Ninguno de estos planetas están en la zona de habitabilidad de su estrella, pero si la cadena de resonancia continua podría haber otros planetas que sí ocuparan esa posición privilegiada en la que el agua puede estar en estado líquido. Quizás se puedan detectar pronto, si existen.
Se tiene la esperanza de que con el telescopio extragrande (ELT) que el ESO está construyendo en Chile, y que entrará en funcionamiento en una década, se puedan ver directamente planetas rocosos en la zona de habitabilidad y que incluso se pueda caracterizar su atmósfera. Ello permitirá estudiar el sistema de TOI-178 con gran detalle.
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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Preprint en ArXiv.
Ilustración: ESO/L. Calçada/spaceengine.org
Esquema: ESA
7 Comentarios
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miércoles 27 enero, 2021 @ 5:08 pm
Hola Neofronteras, gracias por tus siempre interesantes artículos. Supongo que has posteado con prisas, ya que he detectado 6 fallos tipográficos:
una análisis
ero el segundo
otra asunto
los planeta
se sabe sobre sobre la
el tamaño della Tierra
Por si te apetece corregirlos, gracias de nuevo y saludos cordiales :)
miércoles 27 enero, 2021 @ 7:44 pm
Pero el ‘problema de los 3 cuerpos’ sigue sin resolverse, y el caos sigue ahí, por lo tanto esta afirmación ‘si la cadena de resonancia continua podría haber otros planetas que sí ocuparan esa posición privilegiada’ puede ponerse en duda en cuanto a que esos planetas ocuparan posiciones privilegiadas.
miércoles 27 enero, 2021 @ 8:24 pm
Estimado Albert:
Gracias por señalar las erratas. Tengo una lesión en la mano desde hace un poco de tiempo y ahora me cuesta teclear.
Ya están corregidas.
miércoles 27 enero, 2021 @ 8:27 pm
Estimado Lluís:
El problema de los tres cuerpos no es integrable, salvo para disposiciones especiales. En general no tiene una solución analítica, pero es resoluble numéricamente. Tampoco es, en general, caótico.
En cuanto a los otros supuestos planetas en resonancia es pura especulación, pues no hay indicios medibles de algo así todavía.
jueves 28 enero, 2021 @ 5:34 pm
Así que está solucionado numericamente el problema de los tres cuerpos. Pero las soluciones númericas son meramente aproximativas, se utilizan algoritmos ¿no?. Quizás podríamos hablar de un ‘caos determinista’. Por otra parte, ¿hay alguna ley que impida que Venus caiga en el Sol, o que Marte con el transcurso del tiempo, mucho tiempo, impacte contra la Tierra, o la saque de su órbita?
A ver si curamos rápidamente esa lesión en la mano, Neo, que debe resultar bastante molesta para muchos menesteres. Saludos.
viernes 29 enero, 2021 @ 4:15 pm
También creo que, podemos hablar de un caos DETERMINISTA, (no solo para el problema de los 3 cuerpos, sino para cualquier otro problema con más o menos cuerpos). O sea, en el fondo no sería CAOS, sino DETERMINISMO.
En nuestro universo real, este determinismo es prácticamente imposible de resolver, por ser bastantes las variables que en problema influyen, (gravedad de casi infinitos otros cuerpos, radiación, perdida-ganancia de masa….). Y especialmente porque estas influencias no son fijas, sino dinámicas, por estar todos los cuerpos en movimiento relativo, y el espacio en expansión.
Inclusive, la solución analítica para el problema de dos cuerpos, (en el universo real) aunque en principio sea aceptable para periodos de tiempo cosmológicamente cortos, en mi entender no deja de ser una aproximación. O sea, considero que, estos problemas aun siendo teóricamente DETERMINISTAS, en la practica son irresolubles analíticamente. Podemos calificarlos, (por nuestra ignorancia), como caóticos. Claro que en mayor o menor grado en cada caso particular.
Saludos.
sábado 13 febrero, 2021 @ 12:45 pm
Refiriéndome a lo que dice Eduardo, en ingeniería existen muchos problemas cuya solución son ecuaciones empíricas que son suficientemente aproximadas entre ciertos valores, pero que no pueden generalizarse para todo el campo posible.