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¿Puede un planeta orbitar de forma inversa?

planeta

Cuando las nubes interestelares primordiales de gas y polvo comienzan a fusionarse para formar sistemas solares y estrellas, empiezan a girar. La gravedad y otras fuerzas que causan que el girar sea mucho más como un remolino o tornado. Como las grandes proto-estrellas y los proto-planetas toman un tiempo para formarse, por lo general todos seguirán el mismo camino o la dirección. O no lo hacen?

¿Puede la órbita de un planeta ser revertida?

Desde 1995, se han descubierto más de 500 planetas extrasolares. En los últimos años, los astrónomos han visto que – en algunos casos – la estrella giran en una dirección, y el planeta está orbitando en la dirección opuesta.

“Esto es muy inusual, y es aún más inusual porque el planeta está muy cerca de la estrella”, dice Frederic Rasio, un astrofísico teórico de la Universidad Northwestern. “¿Cómo puede una estrella que gira en una dirección y el planeta está orbitando en la dirección opuesta? Es una locura. Viola nuestra teoría más básica de la formación de planetas y estrellas “.

Formación del Sistema Solar

Los planetas que se refiere a los planetas no gigantes suelen ser llamados “calientes”, que orbitan muy cerca de su estrella. El intento de resolver cómo estos “planetas calientes” se pusieron tan cerca de sus estrellas llevó a Rasio y su equipo a explicar también sus órbitas paradójicas. Los detalles de su descubrimiento se publican en la edición de abril de la revista Nature. Con el uso de un nuevo programa de física gravitacional en un superordenador, su equipo fue capaz de realizar simulaciones por ordenador a gran escala, que fue el primero en modelar con precisión la órbita de un planeta caliente que pueda girar e ir en la dirección opuesta a la rotación de la estrella. Ellos encontraron que mediante la adición de más planetas en el sistema, las anomalías gravitacionales de los planetas tienen a tener un efecto mutuo.

“Una vez que se tiene más de un planeta, se perturban entre sí gravitacionalmente”, dice Rasio. “Es interesante, porque eso significa que cualquiera que sea la órbita que se formaron en la que no es necesariamente la órbita que se quedara. Estas perturbaciones mutuas pueden cambiar las órbitas, como vemos en estos sistemas extrasolares “.

Al explicar las configuraciones particulares de ciertos sistemas extrasolares, los investigadores también han contribuido a nuestra comprensión de la formación del sistema planetario y se refleja en lo que sus resultados significan para nuestro sistema solar.

Nuestro Sistema Solar es especial?

“Pensamos que nuestro sistema era común en el universo, pero desde el primer día todo ha sido visto como raro en los sistemas planetarios extrasolares”, dice Rasio. “Eso pareceria ser como un bicho raro en realidad. Aprender acerca de estos otros sistemas proporciona un contexto sobre lo especial que es nuestro sistema solar”.

Rasio dijo que su equipo utilizó la mecánica orbital para resolver el problema, el mismo tipo de física que la NASA utiliza para enviar satélites alrededor de nuestro sistema solar.

“Fue un hermoso problema”, dijo Naoz “, porque la respuesta estaba allí para nosotros durante tanto tiempo. Es la misma física exactas, pero nadie se dio cuenta de que podría explicar que los planetas interiores o calientes tengan esas órbitas “.

“Haciendo los cálculos no fue fácil”, dijo Rasio, “Algunas de las aproximaciones utilizadas anteriormente por otros no estaban del todo bien. Estábamos haciendo las cosas bien por primera vez en 50 años, gracias en gran parte a la persistencia de Smadar. ”

“Se necesita mucha inteligencia que primero haga los cálculos sobre el papel y el desarrollo de un modelo matemático y luego convertirlo en un programa de computadora que resuelve las ecuaciones”, agregó Rasio. “Esta es la única manera en que podemos generar números reales para que coincida con las medidas reales tomadas por los astrónomos.”

¿Cómo es posible?

En su modelo, los investigadores asumen una estrella como nuestro sol, y un sistema con dos planetas. El planeta interior es un gigante de gas parecido a Júpiter, y en un principio está lejos de la estrella, donde se cree que los gigantes de gas se forman. El planeta exterior también es igual de grande, pero esta mucho más lejos. Su gravedad interactúa con el planeta interior y la perturban y agita el sistema.

Exoplanetas

Los efectos sobre el planeta interior son débiles al principio, pero se acumulan durante un largo período de tiempo, dando como resultado dos cambios significativos en el sistema: el gigante de gas con su orbita muy cerca de la estrella y su órbita es en la dirección opuesta de la estrella al girar. Esto sucede porque los dos órbitas son el intercambio de momento angular, y la interior pierde energía a través de las fuerzas de marea.

El acoplamiento gravitacional entre los dos planetas hace que el planeta interior entre en una órbita excéntrica, en forma de aguja. Tiene que perder una gran cantidad de momento angular, que lo hace por el empuje que en el planeta exterior hace. La órbita del planeta interior se reduce gradualmente porque la energía se pierde a través de las mareas, atrayendo cerca de la estrella al planeta interior. Durante este proceso, la órbita del planeta se invierte.

Alrededor de una cuarta parte de estos sistemas de planetas calientes encuentran órbitas ‘invertidas’. El modelo que plantea Rasio tiene que ser capaz de producir tanto el cambio y el no volteado de órbita, y lo hace según la demostración que se ha hecho ante los astronomos.

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