Cosmología – Propiedades de exoplanetas

La primera imagen directa de un planeta extrasolar en 2004 fue un planeta con masa 3-10 Múpiter orbita una enana marrón (2M1207) con una masa 25 Múpiter… Para la detección de exoplanetas se han utilizado métodos como velocidad radial, tránsito, microlente gravitacional, imágenes, astrometría, etc. El número de detecciones aumenta cada año.

El método de velocidad radial se utilizó ampliamente hasta aproximadamente 2010, pero ahora la mayoría de las detecciones se realizan mediante el método de tránsito. En 2014, hubo un aumento en el número de detecciones cuando Telescopio espacial Kepler (KST) comenzó a dar resultados.

La distribución de períodos de masa muestra que el método de velocidad radial es más propenso a detectar planetas masivos con un período más largo, mientras que cuando se usa el método de tránsito, los planetas con un período más bajo solo se detectan como se muestra en la siguiente imagen (cortesía de NASA Exoplanet Archive ).

Período de misa

Desde el advenimiento del KST, el número de planetas descubiertos con menos masa ha aumentado enormemente. Esto se puede ver en la figura siguiente. Los planetas descubiertos por el KST se dividen en dos grupos: planetas calientes masivos llamados «Júpiter calientes» y planetas de menor masa llamados «Super-Tierras calientes» (ya que son más masivos que la Tierra).

Separación masiva de planetas

Cuando trazamos la dependencia del número de planetas extrasolares detectados de la distancia a ellos, encontramos que la mayoría de estos planetas están dentro de 2 kpc, lo cual es bastante consistente con nuestra galaxia. Es posible que los planetas no sean tan raros en el universo, ya que nuestra detección se limita solo a un cierto tipo de planetas en una parte muy pequeña del universo.

Los planetas se forman a partir de disco circunestelar o disco protoplanetario… Si los planetas se forman como un subproducto de la formación de estrellas, ¡es posible que haya más planetas en el universo que estrellas en el universo!

Áreas residenciales

El área habitable se puede definir como el área alrededor de la estrella donde el agua puede existir en forma líquida. Considere un planeta a una distancia $ a_p $ de una estrella, como se muestra en la siguiente figura. A continuación se describe un método sencillo para calcular la temperatura de un planeta.

Sector vivo

$$ \left ( \frac {L_ ast} {4 pi a ^ 2_p} \right) pi R ^ 2_p (1 – A) = 4 pi R ^ 2_p sigma T ^ 4_p $$

y

$$ \frac {L_ ast} {4 pi R ^ 2_ ast} = sigma T ^ 4_ ast $$

$$ por lo tanto T_p = (1 – A) T_ ast sqrt { \frac {R_ ast} {2a_p}} $$

En nuestro caso, sustituyendo

  • Lsun = 3,83 x 1026

  • ap = 1,5 ∗ 1011 y

  • A = 0,3

Dará $ T_ {Earth} = 255K $. El cálculo real es muy complejo, incluida la física de las nubes. La zona habitable de nuestro sistema solar está entre 0,9 y 1,7 AU.

Se encontró que la luminosidad del Sol aumenta con el tiempo debido a una disminución en la presión del gas. Cuando comenzó a quemar hidrógeno, era un 30% menos brillante. Esto conducirá a un desplazamiento del hábitat del sol. Dado que la Tierra está cerca del borde interior de la zona del hábitat, ¡puede que algún día salga de esta zona!

Área de residencia permanente

En resumen se llama CHZ puede definirse como la región en la que puede existir agua líquida durante toda la vida útil de una estrella en la secuencia principal. KST ha descubierto muchos planetas extrasolares que de hecho se encuentran en la zona habitable.

Una biofirma es cualquier sustancia, como un elemento, isótopo, molécula o fenómeno, que proporciona evidencia científica de la vida pasada o presente. Un ejemplo es la detección tanto de O2 como de CO2 en el planeta, lo que generalmente no es posible con procesos geológicos por sí solos. Esta detección se realiza analizando los espectros de absorción.

Cosas para recordar

  • Se han utilizado métodos como velocidad radial, tránsito, microlente gravitacional, imágenes, astrometría, etc. para detectar exoplanetas.

  • El método de velocidad radial es más propenso a detectar planetas masivos con un período largo.

  • Los planetas calientes masivos se denominan «Júpiter calientes», y los planetas con menos masa se denominan «super-Tierras calientes».

  • El número de planetas del universo supera el número de estrellas del universo.

  • El área habitable se puede definir como el área alrededor de la estrella donde el agua puede existir en forma líquida.

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