Júpiter del tamaño de una bala de cañón descubierto con una densidad mayor que la del plomo: ScienceAlert

Los astrónomos acaban de descubrir una bala de cañón cósmica.

Una estrella a unos 730 años luz de distancia orbita un exoplaneta del tamaño de Júpiter, pero con una intensidad que aturde la mente. Los astrónomos han determinado que el mundo, llamado TOI-4603b, tiene una masa de aproximadamente 13 veces la de Júpiter.

Esto significa que tiene casi 3 veces la densidad de la Tierra y poco más de 9 veces la de Júpiter. Y es verdaderamente querido por su estrella, con una órbita estrecha de solo 7,25 días.

Esto lo coloca en una categoría pequeña pero importante de mundos que desafían nuestra comprensión de la formación y evolución planetaria. Este descubrimiento está aceptado para su publicación en Astronomy and Astrophysics Letters, Disponible en el servidor de preimpresión arXiv.

Es uno de los planetas gigantes en tránsito más grandes y densos conocidos hasta la fecha. Escriba un equipo de astrónomos Dirigido por Akanksha Khandelwal del Laboratorio de Investigación de Física de la India, «y agregando valor a los menos de cinco planetas gigantes de masa cercana en la región de superposición de planetas de alta masa y enanas marrones de baja masa, que también se requiere para comprender los procesos responsables para su formación».

Teóricamente, hay un límite a la cantidad de masa que puede tener un planeta. Esto se debe a que, por encima de cierto límite crítico, la temperatura y la presión en el núcleo son suficientes para iniciar la fusión nuclear, el proceso de romper átomos para formar elementos más pesados.

Para una estrella, la masa mínima a la que comienza este proceso es de unos 85 Júpiter. En este punto, los átomos de hidrógeno comienzan a fusionarse en helio.

Se cree que existe la masa máxima del planeta 10 a 13 planetas. Los objetos que se extienden a ambos lados del espacio entre ellos se conocen como enanas marrones. Estos no contienen masa suficiente para la fusión de hidrógeno. Sin embargo, sus núcleos pueden fusionarse con deuterio, un isótopo pesado de hidrógeno que no requiere mucho calor ni presión.

Las estrellas se forman de arriba abajo, cuando un grupo denso en una nube molecular colapsa bajo la acción de la gravedad para formar una protoestrella. Luego, la estrella crece absorbiendo material de la nube que la rodea, que luego forma un disco.

El polvo y el gas que quedan después de este proceso forman los planetas, que comienzan de abajo hacia arriba a medida que los pedazos de agregado comienzan a pegarse, y finalmente forman grupos que se convierten en planetas.

Se cree que las enanas marrones se forman como estrellas, a partir de una masa de nube molecular que colapsa bajo la influencia de la gravedad. Por lo general, se encuentran orbitando estrellas a una distancia muy grande, a un mínimo de cinco unidades astronómicas (AU), cinco veces la distancia entre la Tierra y el Sol.

Los astrónomos creen que se forman de manera similar a las estrellas, colapsando una masa de material en una nube, y hay un maravilloso «desierto» de enanas marrones en órbita cercana.

TOI-4603b se detectó por primera vez en datos del telescopio espacial de caza de exoplanetas de la NASA macho cabrío, que estudia partes del cielo en busca de caídas débiles y regulares en la luz de las estrellas que indiquen la presencia de un exoplaneta en órbita alrededor del sistema solar. Los datos de TESS han sugerido un mundo 1.042 veces el radio de Júpiter, orbitando su estrella en poco más de una semana.

El equipo pasó a buscar medidas de velocidad radial. Esta es la cantidad en la que la gravedad de un exoplaneta ha movido su estrella anfitriona, ya que los dos objetos orbitan un centro de gravedad común. Si conoce la masa de la estrella, puede calcular la masa de un exoplaneta calculando cuánto se ha movido la estrella.

Así es como los investigadores derivaron una masa para TOI-4603b de 12,89 veces la masa de Júpiter. La combinación de eso con el radio del cuerpo permitió al equipo llegar a una densidad promedio de 14,1 gramos por centímetro cúbico. La densidad de la Tierra, por ejemplo, es de 5,51 gramos por centímetro cúbico. Júpiter es de 1,33 gramos por centímetro cúbico. El plomo tiene una densidad de 11,3 gramos por centímetro cúbico.

Esto no es extraño en absoluto, para una enana marrón, que se encuentra en el medio a su alrededor. 0,83 veces El radio de Júpiter es una sola enana marrón con un radio de 0,87 veces el de Júpiter, y tiene una masa a su alrededor. 61.6 planetas, por ejemplo. Este material puede volverse mucho más intenso que TOI-4603b.

TOI-4603b se ajusta a la mayoría de los criterios de clasificación como exoplaneta, que es como lo han llamado Khandelwal y sus colegas. Pero está en la cúspide del límite de masa de una enana marrón, lo que significa que podría ser un mundo importante para comprender cómo se forman las enanas marrones y los planetas gigantes, y cómo evoluciona su relación con sus estrellas.

Por ejemplo, un exoplaneta tiene una órbita significativamente elíptica o excéntrica, lo que indica que todavía se está asentando. La estrella también tiene una enana marrón compañera, que orbita alrededor de 1,8 AU, que puede interactuar gravitacionalmente con TOI-4603b. Estas pistas indican que un exoplaneta está migrando más cerca de la estrella desde una ubicación más distante.

Un objeto similar es un mundo llamado HATS-70b, que tiene una masa de 12,9 veces la masa de Júpiter y 1,384 veces el radio, es menos denso que TOI-4603b, pero está similarmente cerca de su estrella y muestra signos de migración. .

«Descubriendo tales sistemas» para investigadores El escribe«Nos proporcionará información valiosa sobre los mecanismos de gobierno de los megaplanetas y mejorará nuestra comprensión de su composición dominante y mecanismos de migración».

Búsqueda aceptada Letras de astronomía y astrofísicay está disponible en arXiv.