Está bien establecido que una característica principal de muchos júpiters calientes es su proximidad a su estrella madre, generalmente el equivalente a estar dentro de la órbita de Mercurio. Entonces, estos planetas son gigantes gaseosos y son muy calientes (de ahí su categoría).
Sin embargo, algunos descubrimientos han llevado a cuestionar cuál es el destino de estos planetas.
ejemplo 1: HD 209458b también conocido como "Osiris"
Según la página de la NASA "Dying Planet Leaks Carbon-Oxygen" , Osiris está haciendo más que 'evaporarse', está filtrando carbono, oxígeno junto con hidrógeno en una envoltura detrás del planeta que ha sido detectada desde la Tierra. La importancia del carbono y el oxígeno se establece en el artículo:
Aunque se han observado carbono y oxígeno en Júpiter y Saturno, siempre se encuentran en forma combinada como metano y agua en las profundidades de la atmósfera. En HD 209458b, los productos químicos se dividen en elementos básicos. Pero en Júpiter o Saturno, incluso como elementos, seguirían siendo invisibles en la parte baja de la atmósfera. El hecho de que sean visibles en la atmósfera superior de HD 209458b confirma que se está produciendo un "desprendimiento" atmosférico.
En el artículo se afirma que es probable que Osiris se convierta en una clase hipotética de exoplaneta conocido como Chthonian , que se define en "Tasa de evaporación de los Júpiter calientes y formación de planetas Chthonian" (Hebard et al. 2003) como
nueva clase de planetas hechos del núcleo central residual de antiguos Júpiter calientes
Estos serían de tamaño similar a la Tierra, pero considerablemente más densos.
ejemplo 2: CoRoT-7b
Según el artículo de la NASA "Most Earthlike Exoplanet Started out as Gas Giant" , CoRoT-7b es un planeta del tamaño de la Tierra donde generalmente se encuentra un Júpiter caliente, lo describen como
está casi 60 veces más cerca de su estrella que la Tierra, por lo que la estrella parece casi 360 veces más grande que el sol en nuestro cielo", dijo Jackson. Como consecuencia, la superficie del planeta experimenta un calentamiento extremo que puede alcanzar los 3.600 grados Fahrenheit a la luz del día. El tamaño de CoRoT-7b (70 por ciento más grande que la Tierra) y la masa (4,8 veces la de la Tierra) indican que el mundo probablemente esté hecho de materiales rocosos.
La alta temperatura durante el día significa que es probable que el lado del planeta que mira hacia las estrellas se derrita, y cualquier atmósfera tenue también es expulsada. Los científicos estiman que muchas masas terrestres pueden haberse evaporado. También parece que la masa decreciente está causando que el planeta se acerque más a la estrella, lo que hace que se hierva más material, por lo que la masa disminuye.
Para resumir uno de los científicos en el artículo:
Se podría decir que, de una forma u otra, este planeta está desapareciendo ante nuestros ojos",
La pregunta
Como estos son solo 2 ejemplos de un posible proceso, la pregunta es, ¿cuál es la teoría actual aceptada sobre el destino de los exoplanetas calientes de Júpiter?
¿Podría ser esta también la razón por la que no existe un Júpiter caliente en nuestro sistema solar?
Esta es una pregunta bastante cargada en el sentido de que depende en gran medida de lo que realmente se define como un "Júpiter caliente". Qué es caliente"? ¿Qué es un "Júpiter"? En realidad, hay un continuo de masas planetarias y distancias de su estrella madre, y en la literatura comúnmente verás referencias a "Neptunos calientes", "Saturnos calientes", etc.
La teoría predominante sobre cómo se forman los planetas gigantes es que primero se unen a partir de roca y hielo más allá de la línea de hielo , la distancia desde la estrella madre a la que el agua se solidifica. Esta distancia es aproximadamente donde se encuentra Marte hoy en nuestro sistema solar. Lo sorprendente de los "planetas de gas caliente" es que se encuentran dentro de esta línea de hielo, significativamente dentro. Esto implica que después de que formaron sus núcleos, migraron más cerca de sus estrellas anfitrionas a través de algún proceso actualmente indeterminado (para el cual hay varios buenos candidatos, pero por ahora supongamos que la existencia de planetas calientes muestra que al menos uno de estos procesos opera con bastante regularidad).
¿Y la palabra "caliente"? Bueno, para los planetas que están más cerca de sus estrellas anfitrionas, se sabe que hay una anomalía de radio : los radios de estos planetas son significativamente más grandes de lo que predecirían los modelos de estructuras de planetas gigantes irradiados por sus estrellas anfitrionas. Así que definiría los planetas "calientes" como gigantes gaseosos cuyos radios son más grandes de lo que predecirían los modelos estándar.
Ahora que eliminamos algunas de las definiciones, está la cuestión de la supervivencia. Cuando los planetas gigantes están cerca de sus estrellas madre, se bloquean por mareas . Como consecuencia, hay muy poca energía disipada por las mareas en la superficie del planeta gigante, la forma del planeta es fija y hay pocos movimientos internos. Sin embargo, el planeta gigante también genera una marea en su estrella anfitriona, y debido a que se necesita una gran cantidad de momento angular para cambiar el giro de un objeto con 1000 veces más masa, las estrellas anfitrionas casi nunca estarán bloqueadas por mareas. su planeta más cercano.
La velocidad a la que se disipa la energía dentro de la estrella es muy incierta, y esta incertidumbre generalmente se barre en un parámetro falso "Q", el factor de calidad, con factores de calidad más bajos que reflejan una mayor disipación. "Q" se mide para ciertos cuerpos en nuestro propio sistema solar (es decir, la Tierra y Júpiter) y en algunos binarios estelares, pero es muy variable de un cuerpo a otro, desde aproximadamente 10 para la Tierra hasta 10^8 para algunas estrellas.
El hecho de que un planeta sobreviva para ser observado hoy depende de cuánto tiempo se compara el tiempo de decaimiento orbital, que está determinado por Q, con la edad del sistema. Para algunos sistemas, como WASP-12b y WASP-19b , que presentan Júpiteres calientes altamente inflados, se estima que Q es lo suficientemente pequeño como para hacer que caigan en sus estrellas anfitrionas en un tiempo sorprendentemente corto (< 10^7 años).
Otra posibilidad es que el gas que rodea el núcleo de roca/hielo sea expulsado por la enorme cantidad de calor depositado en el planeta. Esto te deja con un planeta de densidad relativamente baja que está algo desprovisto de hierro, ya que los núcleos de los planetas gigantes se forman más lejos de sus estrellas anfitrionas que los planetas rocosos. Hay algunos objetos cercanos candidatos con la masa de Neptuno que pueden haberse producido como resultado de la pérdida de la mayor parte de sus atmósferas de esta manera (Ejemplo: GJ3470b ).
En cuanto a nuestro propio sistema solar, la formación de un Júpiter caliente probablemente habría destruido el sistema solar interior mientras migraba cerca del Sol, debido al hecho de que perturbaría violentamente las órbitas de los planetas interiores. Además, es probable que el Sol se incremente en metales debido a la acumulación de material rico en metales de este planeta gigante. Si bien es potencialmente posible que hubiera un Júpiter caliente en nuestro sistema solar antes de que se formaran los otros planetas, actualmente parece poco probable.
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