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La composición de los gigantes de gas no depende de sus estrellas

Este hallazgo tiene implicaciones importantes para nuestra comprensión del proceso de formación planetaria

Los científicos compararon el contenido de elementos pesados de 24 planetas gigantes gaseosos con la abundancia de los elementos formadores de planetas en sus 19 estrellas anfitrionas (Robin Dienel/DPA)

15 Minutos. No existe una fuerte correlación entre composiciones de planetas gigantes de gas y sus estrellas anfitrionas cuando se trata de elementos más pesados que el hidrógeno y helio.

Es la sorprendente conclusión de un análisis dirigido por Johanna Teske, de Carnegie Institution for Science, publicado en Astronomical Journal. Este hallazgo tiene implicaciones importantes para nuestra comprensión del proceso de formación planetaria.

En su juventud, las estrellas están rodeadas por un disco giratorio de gas y polvo del que nacen los planetas. Los astrónomos se han preguntado por cuánto tiempo la composición de una estrella determina la materia prima a partir de la cual se construyen los planetas. Dicha interrogante es más fácil de investigar ahora que se conoce que la galaxia está repleta de exoplanetas.

"Comprender la relación entre la composición química de una estrella y sus planetas podría ayudar a arrojar luz sobre el proceso de formación planetaria", explicó Teske.

Investigaciones previas indicaron que la aparición de planetas gigantes gaseosos aumenta alrededor de las estrellas con mayor concentración de elementos pesados. Es decir, aquellos elementos que no son hidrógeno y helio.

Origen planetario

Se cree que esto proporciona evidencia de una de las principales teorías competidoras sobre cómo se forman los planetas. Esta propone que los planetas gigantes de gas se construyen a partir de la lenta acumulación de material de disco. Luego, se formaría un núcleo, aproximadamente 10 veces la masa de la Tierra.

En este punto, el interior planetario sólido del nuevo mundo es capaz de rodearse de helio y gas de hidrógeno. Así, surge un planeta gigante maduro.

"El trabajo anterior analizó la relación entre la presencia de planetas y la cantidad de hierro que existe en la estrella anfitriona", explicó el coautor Daniel Thorngren, de la Universidad de Montreal.

Sin embargo, "queríamos expandir eso para incluir el contenido de elementos pesados de los planetas mismos, y analizar más que solo el hierro", indicó Thorngren.

Los científicos compararon el contenido de elementos pesados de 24 planetas gigantes gaseosos con la abundancia de los elementos formadores de planetas en sus 19 estrellas anfitrionas. Vale decir, carbono, oxígeno, magnesio, silicio, hierro y níquel.

Sin relación aparente

Los expertos se sorprendieron al descubrir que no había correlación entre la cantidad de elementos pesados en estos planetas gigantes y la cantidad de estos elementos formadores de planetas en sus estrellas anfitrionas. Entonces, ¿cómo pueden los astrónomos explicar la tendencia establecida de que las estrellas ricas en elementos pesados son más probables para albergar planetas gigantes de gas?

"Desentrañar esta discrepancia podría revelar nuevos detalles sobre el proceso de formación de planetas", explicó Fortney. "Por ejemplo, ¿qué otros factores están contribuyendo a la composición de un planeta bebé a medida que se forma?". Según el investigador, tal vez "su ubicación en el disco y lo lejos que está de cualquier vecino" sea importante. De allí que se necesite más trabajo para dar respuesta a esta y otras preguntas.

Una pista puede provenir de los resultados combinados de los autores, que agrupan los elementos pesados en agrupaciones que reflejan sus características.

Los especialistas observaron una correlación tentativa entre los elementos pesados de un planeta y la abundancia relativa de carbono y oxígeno de su estrella anfitriona, que se llaman elementos volátiles. Esto, en comparación con el resto de los elementos incluidos en este estudio, que pertenecen al grupo llamado elementos refractarios.

Dichos términos se refieren a los puntos de ebullición bajos de los elementos (volatilidad) o sus puntos de fusión altos, en el caso de los elementos refractarios. Los elementos volátiles pueden representar una composición planetaria rica en hielo. En cambio, los elementos refractarios pueden indicar una composición rocosa.

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