Sizzling Planet envía metales pesados ​​cantando al espacio interestelar

Una miríada de mundos extraños giran alrededor de estrellas más allá de nuestro propio Sol, y algunos de estos bichos raros son tan exóticos que, hasta que fueron descubiertos, su posible existencia ni siquiera entraba en los sueños más salvajes de los astrónomos cazadores de planetas. De hecho, la primera exoplaneta observado en órbita alrededor de una estrella similar a nuestro Sol no se parece a ninguno de los principales planetas de nuestro Sistema Solar. Este exótico y gigante chisporroteo, apodado 51 Pegaso b--ahora conocido como dimidio–fue descubierto hace una generación, y dio vueltas alrededor de su estrella rápido y cerca en una órbita tostada. Como el gigante con bandas de nuestro propio Sistema Solar, Júpiter, dimidio demostró ser un gas gigante pero, hasta su descubrimiento, los astrónomos pensaban que los planetas como Júpiter solo podían existir en órbitas más alejadas de sus estrellas madre, aproximadamente donde habita Júpiter en la región exterior de nuestro Sistema Solar. dimidio fue el primero Júpiter caliente por descubrir, pero estuvo lejos de ser el último, y ni siquiera tiene la distinción de ser el más extraño. Ese título posiblemente vaya a un recién descubierto con forma de balón de fútbol. Júpiter caliente apodado Avispa-121b, que es tan extremadamente caliente que envía sus «metales pesados» atmosféricos, como el magnesio y el gas de hierro, cantando al espacio entre las estrellas. Esta observación representa la primera vez que los llamados «metales pesados», es decir, elementos atómicos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio, se han observado escapando de un Júpiter caliente.

Avispa-121bLa estrella madre de es más caliente y brillante que nuestro Sol. El extraño planeta está tan peligrosamente cerca de su estrella que la temperatura de su atmósfera superior se eleva a 4.600 grados Fahrenheit. Una explosión de luz ultravioleta de la estrella madre está calentando la atmósfera superior del atormentado planeta, lo que hace que el magnesio y el gas de hierro salgan aullando al espacio. Las observaciones realizadas por los astrónomos utilizando el Telescopio espacial Hubble (HST) Espectrógrafo de imágenes reveló las firmas espectrales de magnesio y hierro muy, muy lejos del candente planeta gigante. Peor aún, el planeta está tan cerca de su padre estelar que está condenado a ser destrozado pronto por las fuerzas de marea gravitatorias de la estrella. De hecho, las fuerzas gravitatorias despiadadas e implacables son tan poderosas que han cambiado la forma del planeta de una esfera a una pelota de fútbol. los Avispa-121 El sistema está a casi 900 años luz de la Tierra.

las observaciones de Avispa-121b representan la primera vez que se detectan «metales pesados» huyendo de un Júpiter caliente. Normalmente, Júpiter calientes todavía están lo suficientemente fríos en su interior como para condensar elementos atómicos más pesados ​​en nubes. Pero este no es el caso con el ardiente Avispa 121 b. «Metales pesados se han visto en otros Júpiter calientes antes, pero sólo en la atmósfera inferior. Así que no sabes si están escapando o no. Con Avispa 121bvemos magnesio y gas de hierro tan lejos del avión que no están ligados gravitacionalmente», explicó el Dr. David Sing en un comunicado del 1 de agosto de 2019. Comunicado de prensa de la NASA. El Dr. Sing, de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland, es el investigador principal del nuevo estudio.

La luz ultravioleta que sale de la estrella madre calienta la atmósfera superior y ayuda metales pesados huyen de su ardiente planeta anfitrión hacia el espacio entre las estrellas. Además, el magnesio y el gas de hierro que se escapan pueden sumarse al aumento de la temperatura, agregó el Dr. Sing. «Estas rieles hará que la atmósfera sea más opaca en el ultravioleta, lo que podría estar contribuyendo al calentamiento de la atmósfera superior”, continuó señalando.

Por desgracia, el atormentado planeta abrasador abraza a su estrella madre tan de cerca que está a punto de ser destrozado. «Elegimos este planeta porque es muy extremo. Pensamos que teníamos la oportunidad de ver escapar elementos pesados. Hace mucho calor. y tan favorable para observar, es la mejor oportunidad para encontrar la presencia de metales pesados. Principalmente buscábamos magnesio, pero ha habido indicios de hierro en las atmósferas de otros exoplanetas. Sin embargo, fue una sorpresa verlo claramente en los datos y a altitudes tan grandes tan lejos del planeta. los metales pesados están escapando en parte porque el planeta es tan grande e hinchado que su gravedad es relativamente débil. Este es un planeta que está siendo despojado activamente de su atmósfera», continuó explicando el Dr. Sing en el 1 de agosto de 2019. Comunicado de prensa de la NASA.

De acuerdo con la terminología que usan los astrónomos, un metal se refiere a cualquier elemento atómico que es más pesado que el helio. Por lo tanto, los elementos atómicos como el oxígeno, el carbono y el neón son clasificados por los astrónomos como rieles. El término metal tiene un significado diferente para los astrónomos que para los químicos.

Extraños gigantes gaseosos chisporroteantes

Júpiter caliente Los exoplanetas son diferentes a cualquiera de los principales planetas que orbitan alrededor de nuestro Sol. Antes de su descubrimiento inicial en 1995, los astrónomos pensaban que los planetas gigantes gaseosos, como Júpiter y Saturno, solo podían nacer lejos de sus padres estelares, en las regiones exteriores más frías de sus sistemas planetarios. A diferencia de Júpiter y Saturno, estos enormes tostadores gaseosos abrazan a sus estrellas madre tan de cerca que normalmente les lleva menos de tres días completar una sola órbita. Esto significa que un hemisferio de estos mundos exóticos distantes siempre se enfrenta a su padre estelar, mientras que la otra cara siempre está vuelta hacia otro lado, envuelta en un manto inmutable de oscuridad perpetua.

Por esta razón, el lado diurno de un Júpiter caliente es considerablemente más caliente que su lado nocturno y, por supuesto, el área más caliente de todas es la región más cercana a su deslumbrante estrella madre. Se piensa que Júpiter calientes también son atormentados por fuertes vientos que rugen hacia el este cerca de sus ecuadores. Esto a veces puede desplazar la región cálida hacia el este.

Tras el sorprendente e histórico descubrimiento de dimidio, Rápidamente se propusieron nuevas teorías para explicar la existencia de estos gigantes gaseosos que abrazan estrellas. Algunos astrónomos cazadores de planetas sugirieron que estos mundos exóticos y chisporroteantes eran en realidad gigantescas rocas moten. Sin embargo, otros científicos planetarios propusieron que en realidad eran planetas gigantes gaseosos que habían nacido aproximadamente 100 veces más lejos de sus estrellas. Desafortunadamente, estos mundos desafortunados fueron enviados gritando hacia sus padres estelares ardientes debido a que casi chocaron con otros planetas hermanos o, alternativamente, por la sacudida gravitatoria de un compañero estelar binario de su propia estrella.

Otra teoría, que se ha ideado, también sugiere que Júpiter calientes nacieron originalmente como habitantes de las porciones exteriores de sus sistemas planetarios, a una distancia similar a la de Júpiter en la propia familia de nuestro Sol. Por desgracia, estos planetas gigantes perdieron energía gradualmente debido a las interacciones destructivas con sus discos de acreción protoplanetarios. Estos discos giratorios y giratorios están hechos de gas y polvo, y giran alrededor de estrellas jóvenes, pero también sirven como el lugar de nacimiento de los planetas bebés. Los gigantes gaseosos neonatales, como resultado de tales interacciones, comienzan a girar en espiral más y más cerca de las cálidas y bien iluminadas regiones internas de sus sistemas planetarios, más cerca del abrazo gravitacional de sus estrellas. Desafortunadamente, esta migración significa que el planeta viajero está condenado y está destinado a experimentar un final violento y horrible cuando se sumerja en los fuegos rugientes de su padre estelar.

Candente Júpiter calientes son un lote diverso que, sin embargo, muestra ciertos atributos importantes en común:

–Por definición, todos tienen periodos orbitales cortos alrededor de sus padres estelares.

–Todos ellos poseen grandes masas.

–Muchos de ellos son de baja densidad.

–La ​​mayoría tiene órbitas circulares alrededor de sus estrellas.

Además, Júpiter calientes generalmente no se encuentran en órbita alrededor de pequeños estrellas enanas rojas–que son las estrellas verdaderas más abundantes, así como las más pequeñas, que habitan en nuestra Vía Láctea. Además, muchos de estos exóticos planetas tostados están envueltos por atmósferas extremas y extrañas que resultan de sus cortos períodos orbitales.

Júpiter calientes son generalmente estrellas circulares de tipo F y G más comunes, pero se ven con menos frecuencia orbitando estrellas de tipo K.

El caso del abrasador, con forma de balón de fútbol Júpiter caliente

El Dr. Sing y sus colegas utilizaron Espectrógrafo de imágenes de HST buscar, usando luz ultravioleta, la firma espectral de magnesio y hierro. Esta firma se imprimiría en la luz de las estrellas, filtrándose a través WASP-121 b’s atmsfera, mientras el mundo distante pasaba frente a (transitado) el rostro deslumbrante de su estrella madre.

Este planeta alienígena abrasador y de forma extraña también es un objetivo perfecto para el próximo proyecto de la NASA. Telescopio espacial James Webb (JWST). los JWST tendrá la capacidad de buscar luz infrarroja, lo que indica la presencia de agua y dióxido de carbono, los cuales se pueden ver en longitudes de onda más largas y rojas. La combinación de HST y JWST Las imágenes proporcionarían a los astrónomos un inventario más completo de los elementos químicos que componen la atmósfera del planeta con forma de pelota de fútbol.

los Avispa-121b estudio es parte de la Tesoro Pancromático Comparativo de Exoplanetas (PanCET) encuesta, que es HST programa que tiene como objetivo la caza de 20 exoplanetasque varían en tamaño desde súper-Tierras (varias veces la masa de nuestro planeta) a la de Júpiter (más de 100 veces la masa de nuestro planeta). Este será el primer estudio comparativo ultravioleta, visible e infrarrojo a gran escala de mundos alienígenas distantes.

las observaciones de Avispa-121b contribuir al desarrollo de la historia de cómo los planetas pierden sus atmósferas primordiales. Cuando nacen los planetas, atrapan una atmósfera que contiene gas que se origina en el disco de acreción del que surgieron el planeta y su estrella madre. Estas atmósferas primitivas están compuestas principalmente por los gases primitivos y más livianos, hidrógeno y helio, los cuales nacieron en el Big Bang del nacimiento del Universo hace casi 14 mil millones de años, y son los elementos atómicos más livianos y abundantes. El hidrógeno y el helio son no clasificado como rieles en la terminología que usan los astrónomos. Estas atmósferas planetarias primordiales finalmente se disipan a medida que el planeta bebé se acerca cada vez más a su deslumbrante estrella madre.

«Los Júpiter calientes están hechos principalmente de hidrógeno, y Hubble es muy sensible al hidrógeno, por lo que sabemos que estos planetas pueden perder el gas con relativa facilidad. Pero en el caso de Avispa-121bel gas de hidrógeno y helio está saliendo, casi como un río, y está arrastrando estos rieles con ellos. Es un mecanismo muy eficiente para la pérdida de masa», explicó el Dr. Sing en el 1 de agosto de 2019 Comunicado de prensa de la NASA.

Los resultados de este estudio se publican en la edición en línea del 1 de agosto de 2019 de El Diario Astronómico.

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