Un equipo de astrónomos brasileños y estadounidenses utilizó observaciones CFHT del sistema 16 Cygni para descubrir evidencias de cómo los planetas gigantes como Júpiter se forman. Uno de los principales modelos para formar planetas gigantes se llama "la acreción del núcleo". En este escenario, se forma un núcleo rocoso en primer lugar por la agregación de las partículas sólidas hasta que alcance unas pocas masas terrestres cuando se vuelve lo suficientemente masivo para añadir una envoltura gaseosa.
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Un equipo de astrónomos brasileños y estadounidenses utilizó observaciones CFHT del sistema 16 Cygni para descubrir evidencias de cómo los planetas gigantes como Júpiter se forman.
Uno de los principales modelos para formar planetas gigantes se llama "la acreción del núcleo". En este escenario, se forma un núcleo rocoso en primer lugar por la agregación de las partículas sólidas hasta que alcance unas pocas masas terrestres cuando se vuelve lo suficientemente masivo para añadir una envoltura gaseosa. Por primera vez, los astrónomos han detectado evidencia de este núcleo rocoso, el primer paso en la formación de un planeta gigante como nuestro propio Júpiter.
Los astrónomos utilizaron el Telescopio Canadá-Francia-Hawaii (CFHT) para analizar la luz de las estrellas de las estrellas binarias 16 Cygni A y 16 Cygni B. El sistema es un laboratorio perfecto para estudiar la formación de planetas gigantes porque las estrellas nacieron juntas y son por lo tanto, muy similares, y ambas se asemejan a el Sol. Sin embargo, las observaciones realizadas durante las últimas décadas muestran que sólo una de las dos estrellas, 16 Cygni B, alberga un planeta gigante que es aproximadamente de 2,4 veces la masa de Júpiter. Al descomponer la luz de las dos estrellas en sus componentes básicos y mirando la diferencia entre las dos estrellas, los astrónomos fueron capaces de detectar las firmas dejadas por el proceso de formación de planetas en 16 Cygni B.
Las huellas detectadas por los astrónomos son dos. En primer lugar, se encontraron con que la estrella 16 Cygni A es mayor en todos los elementos químicos en relación con 16 Cygni B. Esto significa que 16 Cygni B, la estrella que aloja un planeta gigante, es deficiente en metal. Como ambas estrellas han nacido a partir de la misma nube natal, deben tener exactamente la misma composición química. Sin embargo, los planetas y las estrellas se forman más o menos al mismo tiempo, por lo tanto, los metales que faltan en 16 Cygni B (en relación con 16 Cygni A) probablemente se eliminaron de su disco protoplanetario para formar su planeta gigante, de modo que el material restante que estaba cayendo en 16 Cygni B en las fases finales de su formación es deficiente en estos metales.
La segunda huella digital es que por encima de una deficiencia general de todos los elementos analizados en 16 Cygni B, esta estrella tiene una deficiencia sistemática en los elementos refractarios tales como hierro, aluminio, níquel, magnesio, escandio y silicio. Este es un descubrimiento notable porque se espera que el núcleo rocoso de un planeta gigante que sean ricos en elementos refractarios. La formación del núcleo rocoso parece robar material refractario desde el disco proto-planetario, por lo que la estrella 16 Cygni B terminó con una menor cantidad de estos materiales. Esta deficiencia en los elementos refractarios se puede explicar por la formación de un núcleo rocoso con una masa de aproximadamente 1,5 a 6 veces la masa terrestre, lo cual es similar a la estimación del núcleo de Júpiter.
"Nuestros resultados muestran que la formación de planetas gigantes, así como los planetas terrestres como la nuestra propia tierra, deja firmas sutiles en las atmósferas estelares", dice Marcelo Tucci Maia (Universidade de São Paulo), el autor principal del artículo. "Es fascinante que nuestra técnica diferencial pueda medir estas sutiles diferencias en las abundancias químicas; logramos una precisión que era impensable hasta ahora", añade el miembro del equipo Jorge Meléndez (Universidade de São Paulo). Iván Ramírez (Universidad de Texas) concluye: "16 Cyg es un sistema notable, pero ciertamente no es única. Es especial porque está cerca, sin embargo, hay muchas otras estrellas binarias con componentes individuales en los que se pudo realizar este experimento. Este podría ayudarnos a encontrar estrellas que tienen planetas de acogida en los sistemas binarios de una manera mucho más sencilla en comparación con todas las otras técnicas de búsqueda de planetas que tenemos disponibles en la actualidad ".
El equipo está compuesto por el estudiante de doctorado Marcelo Tucci Maia, Prof. Dr. Jorge Meléndez (Universidade de São Paulo) y el Dr. Iván Ramírez (Universidad de Texas en Austin). Esta investigación se publicará en el documento "abundancias de alta precisión en el sistema binario de 16 Cyg: una firma del núcleo rocoso en el planeta gigante", por M. Tucci Maia, J. Meléndez e I. Ramírez, en la revista Astrophysical Journal Letters.