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| Impresión artística de las cuatro clases de arquitectura del sistema planetario. Un nuevo marco de arquitectura permite a los investigadores estudiar un sistema planetario completo a nivel de sistemas. Si los pequeños planetas dentro de un sistema están cerca de la estrella y los planetas masivos están más lejos, tales sistemas tienen una arquitectura "ordenada". Por el contrario, si la masa de los planetas de un sistema tiende a disminuir con la distancia a la estrella, estos sistemas son "anti-ordenados". Si todos los planetas de un sistema tienen masas similares, entonces la arquitectura de este sistema es 'similar'. Los sistemas planetarios 'mixtos' son aquellos en los que las masas planetarias muestran grandes variaciones. La investigación sugiere que los sistemas planetarios que tienen la misma clase de arquitectura tienen vías de formación comunes. Crédito: NCCR PlanetS, Tobias Stierli |
El Dr. Lokesh Mishra y sus colegas de la Universidad de Berna y del Observatorio de Ginebra proponen dividir el espacio de arquitecturas de sistemas planetarios en cuatro clases: similares, mixtas, antiordenadas y ordenadas.
En su investigación, el Dr. Mishra y sus coautores pretendían desarrollar un marco para determinar las diferencias y similitudes entre planetas de los mismos sistemas.
Y al hacerlo, descubrieron que no hay dos, sino cuatro arquitecturas de sistemas de este tipo.
"Llamamos a estas cuatro clases 'similares', 'ordenadas', 'antiordenadas' y 'mixtas'", explicó el Dr. Mishra.
"Los sistemas planetarios en los que las masas de los planetas vecinos son similares entre sí, tienen una arquitectura similar".
"Los sistemas planetarios ordenados son aquellos en los que la masa de los planetas tiende a aumentar con la distancia a la estrella, igual que en el Sistema Solar".
"Si, por el contrario, la masa de los planetas disminuye aproximadamente con la distancia a la estrella, hablamos de una arquitectura antiordenada del sistema".
"Y se producen arquitecturas mixtas, cuando las masas planetarias de un sistema varían mucho de un planeta a otro".
"Este marco también puede aplicarse a cualquier otra medida, como el radio, la densidad o las fracciones de agua", afirma el profesor Yann Alibert, de la Universidad de Berna.
"Ahora, por primera vez, disponemos de una herramienta para estudiar los sistemas planetarios en su conjunto y compararlos con otros sistemas".
"Nuestros resultados muestran que los sistemas planetarios 'similares' son el tipo más común de arquitectura", afirmó el Dr. Mishra.
"Alrededor de ocho de cada diez sistemas planetarios alrededor de estrellas visibles en el cielo nocturno tienen una arquitectura 'similar'".
"Esto también explica por qué se encontraron pruebas de esta arquitectura en los primeros meses de la misión Kepler".
Lo que sorprendió al equipo fue que la arquitectura 'ordenada' -la que también incluye el Sistema Solar- parece ser la clase más rara.
Hay indicios de que tanto la masa del disco de gas y polvo del que emergen los planetas como la abundancia de elementos pesados en la estrella respectiva desempeñan un papel.
"De discos más bien pequeños y de poca masa y de estrellas con pocos elementos pesados surgen sistemas planetarios 'similares'", afirma el Dr. Mishra.
"Los discos grandes y masivos con muchos elementos pesados en la estrella dan lugar a sistemas más ordenados y antiordenados".
"Los sistemas mixtos surgen de discos de tamaño medio. Las interacciones dinámicas entre planetas -como colisiones o eyecciones- influyen en la arquitectura final."
"Un aspecto destacable de estos resultados es que vincula las condiciones iniciales de la formación planetaria y estelar a una propiedad medible: la arquitectura del sistema."
"Miles de millones de años de evolución se interponen entre ellos", afirmó el profesor Alibert.
"Por primera vez, hemos conseguido salvar esta enorme brecha temporal y hacer predicciones comprobables. Será emocionante ver si se cumplen".
Fuentes, créditos y referencias:
Lokesh Mishra et al, Framework for the architecture of exoplanetary systems. II. Nature versus nurture: Emergent formation pathways of architecture classes, Astronomy & Astrophysics (2023). DOI: 10.1051/0004-6361/202244705
Luca Maltagliati, Finding order in planetary architectures, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-01895-0