En este momento, sabemos de unos 4,000 exoplanetas confirmados, principalmente gracias a la misión Kepler. TESS, el Satélite de Encuesta de Exoplanetas en tránsito, probablemente recaudará 4000 por mucho. ¿Pero qué pasa con las estrellas que orbitan todos estos planetas?
Un nuevo estudio del Instituto Astrofísico y el Observatorio Universitario de la Universidad de Jena identificó más de 200 exoplanetas que existen en múltiples sistemas estelares. El estudio es parte del esfuerzo por comprender cómo las estrellas anfitrionas dan forma a la formación y evolución de los planetas.
El autor de este estudio es el Dr. Markus Mugrauer, astrofísico del Instituto Astrofísico y Observatorio Universitario de la Universidad de Jena, en Alemania. Su trabajo se basa en el segundo lanzamiento de datos de Gaia, la misión de la ESA de crear un mapa 3D de nuestra galaxia. Mugrauer está interesado en cómo los sistemas estelares múltiples dan forma a la formación y desarrollo de planetas, lo que ocurre temprano en la vida de un sistema solar.
"Los sistemas estelares múltiples son muy comunes en nuestra Vía Láctea".
Dr. Markus Mugrauer, autor del estudio, Universidad de Jena.
La nueva encuesta muestra que dentro de 1600 años luz del Sol, hay 176 estrellas binarias, 27 triples jerárquicos y un sistema cuádruple jerárquico que todos albergan exoplanetas. Ese total de 208 sistemas estelares múltiples con planetas está fuera de más de 1300 estrellas que albergan exoplanetas dentro de la misma distancia.
El estudio se titula "Buscar compañeros estelares de estrellas anfitrionas de exoplanetas explorando el segundo ESA-Gaia liberación de datos ". Se publica en los Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society, 13 de noviembre de 2019. Mugrauer es el único autor.
"Los sistemas estelares múltiples son muy comunes en nuestra Vía Láctea", explicó Mugrauer en un comunicado de prensa. "Si tales sistemas incluyen planetas, son de particular interés para la Astrofísica, porque los sistemas planetarios en ellos pueden diferir de nuestro sistema solar en formas fundamentales".
El número de estrellas reales en la Vía Láctea es imposible de determinar. Las estrellas de baja masa son difíciles de encontrar, especialmente a cualquier gran distancia de nosotros. Pero a medida que avanzan las estrellas, los astrónomos a menudo trabajan con un rango de entre 200 y 400 mil millones de estrellas en nuestra galaxia. Algunas estimaciones muestran que hasta el 85% de las estrellas en la Vía Láctea se encuentran en múltiples sistemas estelares. Los datos de Kepler muestran que solo un tercio de los sistemas estelares múltiples tienen planetas. Pero la forma en que múltiples sistemas estelares dan forma a los planetas que los orbitan sigue siendo una cuestión con consecuencias generalizadas.
El trabajo de Mugrauer va más allá de solo encontrar e identificar múltiples sistemas estelares que alojan exoplanetas. Quería caracterizar estos sistemas solares con más detalle. Descubrió que los sistemas varían mucho en tamaño. Los sistemas estrechamente unidos tienen estrellas compañeras dentro de 20 UA de su estrella, que es similar a la distancia de Urano de nuestro Sol, y los sistemas más anchos tienen compañeras de más de 9000 UA de su estrella. Sin embargo, se encuentran con mayor frecuencia en alrededor de 1000 UA.
También caracterizó los tipos y números de estrellas en estos sistemas.
Las estrellas en el estudio de Mugrauer varían en edad, masa y temperatura. La estrella más masiva que encontró es 1,4 veces más masiva que nuestro Sol, y las menos masivas son solo el 8% de la masa del Sol. Sin embargo, la masa de los compañeros alcanza un máximo entre 0,15 y 0,3 masas solares. Muchos de los múltiples sistemas estelares contenían una estrella más grande, "dominante", y una compañera más pequeña: estrellas enanas frías de menor masa que brillan en rojo.
Una pregunta que enfrentan los astrónomos es si los exoplanetas pueden sobrevivir o no a las convulsiones a veces devastadoras de una estrella que se acerca a las etapas finales de su evolución. (Ver Revista espacial: parece imposible, pero de alguna manera este planeta sobrevivió a la fase gigante roja de su estrella) Mugrauer encontró ocho enanas blancas entre sus múltiples sistemas estelares, fortaleciendo el caso de que los planetas pueden sobrevivir, al menos a veces, cuando una estrella anfitriona causa estragos en su entorno .
De los 208 sistemas estelares múltiples en el estudio de Mugrauer, la gran mayoría (176) son sistemas estelares binarios. Pero también hay 27 sistemas estelares triples e incluso un sistema estelar cuádruple. Y entre 20 UA y 10,000 UA, el 15% de las estrellas tienen un compañero. Esto va en contra de la frecuencia general de estrellas similares al Sol con compañeros, donde los astrónomos esperan encontrar el doble. Además, las estrellas compañeras que Mugrauer encontró en su estudio muestran distancias aproximadamente cinco veces mayores que en los sistemas "ordinarios".
Según Mugrauer, "estos dos factores en conjunto podrían indicar que la influencia de varias estrellas en un sistema estelar interrumpe el proceso de formación de planetas, así como el mayor desarrollo de sus órbitas".
La presencia de un compañero estelar podría interrumpir el proceso de formación de planetas en el disco alrededor de las estrellas jóvenes. Su gravedad también podría influir en la evolución de la órbita de un planeta.
Mugrauer descubrió que aproximadamente el 15% de las estrellas que alojan exoplanetas en su estudio tienen una o más estrellas compañeras. Pero él ve esto como solo el comienzo de su trabajo. Tiene la intención de actualizar continuamente su lista como un proyecto en curso a medida que nuevas misiones de exoplanetas, especialmente TESS, hacen su trabajo.
Con esta creciente base de datos de sistemas estelares múltiples que albergan exoplanetas, los astrónomos pueden comenzar a responder una pregunta intrigante: ¿cómo se forman, evolucionan y se adaptan los planetas cuando su estrella anfitriona tiene un compañero?
Más:
- Comunicado de prensa: Mundos distantes bajo muchos soles
- Documento de investigación: busque compañeros estelares de estrellas anfitrionas de exoplanetas explorando el segundo ESA-Gaia lanzamiento de datos
- Revista espacial: parece imposible, pero de alguna manera este planeta sobrevivió a la fase gigante roja de su estrella
