¿Qué tipo de planetas es probable que atrapen a los cometas que llegan desde los confines helados de un sistema planetario?
Los empujones gravitacionales pueden desalojar cometas de las heladas regiones exteriores de un sistema planetario y enviarlos en curso de colisión con los planetas del sistema. ¿Qué tipo de planetas es probable que atrapen a estos cometas entrantes y cuáles es probable que los alejen?
Estas imágenes del telescopio espacial Hubble muestran la evolución de las cicatrices oscuras dejadas por el impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 en Júpiter en 1994.
R. Evans, J. Trauger, H. Hammel y el HST Comet Science Team y la NASA
Cuando el objeto interestelar ʻOumuamua atravesó el sistema solar, su llegada confirmó lo que muchos astrónomos habían sospechado durante mucho tiempo: el espacio está repleto de desechos que han sido expulsados de los sistemas planetarios por interacciones gravitacionales.
Pero las mismas interacciones gravitatorias que pueden lanzar cometas al espacio interestelar pueden, en cambio, enviarlos a toda velocidad a las regiones internas de los sistemas planetarios donde nacieron. Cuando eso sucede, los cometas pueden establecerse en nuevas órbitas, ser consumidos por su estrella anfitriona o, como explora una nueva publicación, ser acrecentados por los planetas del sistema. ¿Qué determina si un planeta recolectará cometas que deambulen cerca de él y cómo podría afectar la acumulación de cometas nuestra interpretación de los espectros de exoplanetas?
El objeto interestelar ʻOumuamua es el punto en el centro de esta exposición de cinco minutos tomada con el Telescopio William Herschel. Debido a la alta velocidad del objeto, las otras fuentes del cuadro aparecen como rayos de luz.
Alan Fitzsimmons (ARC, Queen's University Belfast), Grupo Isaac Newton
¿ACRETO O DISPERSO?
Un equipo dirigido por Darryl Seligman (Universidad de Chicago) desarrolló un conjunto de ecuaciones que predicen qué planetas tienen más probabilidades de acumular cometas entrantes. Las ecuaciones describen la probabilidad de que un planeta acreciente un cometa en su atmósfera o disperse un cometa en una nueva órbita (o fuera del sistema por completo) en función de las propiedades del planeta (su masa y distancia orbital) y las de la cometa, principalmente su excentricidad, que es una medida de cuán circular o alargada es su órbita.
El equipo usó su métrica para determinar cuál de los exoplanetas detectados previamente es probable que haya agregado material cometario a sus atmósferas. Seligman y sus colaboradores descubrieron que, en general, los planetas categorizados como Júpiter cálido, súper-Tierra y sub-Neptuno tienen más probabilidades de atrapar a los cometas que pasan que los planetas más fríos y masivos.
La proporción de cometas acumulados a cometas dispersos en función del número de Safronov, que aumenta con la masa y la distancia orbital del planeta y disminuye con la masa de la estrella anfitriona y el radio del planeta. Este gráfico muestra los resultados de un planeta del tamaño de Júpiter que orbita alrededor del Sol a diferentes distancias orbitales. Júpiter, WASP-77 Ab (un Júpiter caliente) y HR 8799 b (un planeta fotografiado directamente) están marcados en la gráfica. Seligman et al. 2022
COMPOSICIÓN IMPOSICIÓN
¿Qué significa para nuestra comprensión de los sistemas planetarios distantes si los exoplanetas acumulan una gran cantidad de material cometario? ¡Potencialmente, bastante! Se cree que la composición planetaria se relaciona con el lugar en el que se formó un planeta en un disco protoplanetario. Sin embargo, si los planetas acumulan material cometario, que lleva la firma química de haberse formado muy lejos en el disco, las estimaciones del lugar de nacimiento de un planeta basadas en su composición atmosférica podrían ser inexactas.
Seligman y sus colaboradores señalan varias razones por las que sus estimaciones son probablemente un límite superior en la cantidad de material cometario que acumulan los planetas. Por ejemplo, si los cometas en otros sistemas planetarios tienden a desintegrarse o a perder sus compuestos volátiles rápidamente, la probabilidad de encuentros entre exoplanetas y cometas, y el efecto que tienen en la composición atmosférica de un exoplaneta, podría disminuir.
La proporción de cometas acumulados y dispersos para muchos de los exoplanetas que observará el JWST. Seligman et al. 2022
Este problema es oportuno, ya que, según la métrica del equipo, casi todos los exoplanetas que JWST observará durante el próximo año tienen el potencial de haber acumulado material cometario.
FUENTE:
https://skyandtelescope.org/astronomy-news/when-planets-collect-comets/
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