¿Por qué no hemos descubierto exoplanetas coorbitales? ¿Podrían las mareas ofrecer una posible respuesta?

Hasta ahora, no hemos descubierto ningún exoplaneta con objetos coorbitales. Un nuevo estudio sugiere que las mareas podrían estar causando oscilaciones que eliminan los coorbitales antes de que podamos encontrarlos.

Representación artística. Crédito: SETI.

 En nuestro Sistema Solar, hay varios miles de ejemplos de objetos coorbitales: cuerpos que comparten la misma órbita alrededor del Sol o un planeta. Los asteroides troyanos son un ejemplo. Todavía no hemos observado coorbitales similares en sistemas extrasolares, a pesar de haber descubierto más de 5.000 exoplanetas. En un nuevo estudio publicado en Icarus por Anthony Dobrovolskis, SETI Institute y Jack Lissauer, NASA Ames Research Center, los autores teorizan que se forman algunos exoplanetas troyanos, pero los que son grandes y en órbitas de período corto (y por lo tanto relativamente fáciles de detectar ) normalmente se ven obligados a salir de la órbita compartida, por las mareas. Chocan con su estrella o su planeta gigante cuando eso sucede.

«Si se descubren exoplanetas troyanos, este trabajo puede ayudar a revelar algunas propiedades de sus estructuras internas», dijo Dobrovolskis, científico investigador del Instituto SETI.

Aquí en la Tierra, la fricción causada por las mareas hace que la rotación de la Tierra sea más lenta, lo que hace que nuestra Luna se aleje de la Tierra. Al generalizar la teoría de la fricción de las mareas a sistemas con más de dos cuerpos, los autores aplican la teoría a sistemas que incluyen una estrella, un planeta gigante y un planeta similar a la Tierra que oscila alrededor de L4 o L5 de un planeta gigante o el punto equilátero del planeta gigante.

Figura: Las órbitas finales del planeta troyano en un marco de referencia giratorio donde la estrella principal y el planeta secundario están fijos, en las ‘X’ izquierda y derecha, respectivamente. El signo más marca el punto equilátero de Lagrange L4. 
Comenzando después de 600.100 órbitas del secundario alrededor del primario, el troyano ya se encuentra en una órbita con forma de banana. A unas 602.996 órbitas, el troyano escapa de esa oscilación y asume una órbita excéntrica más cercana a la estrella principal. Solo unas tres órbitas después, tiene un encuentro cercano con el planeta secundario y la simulación se detiene. 
Crédito: Instituto SETI. Ver imagen completa aquí..

Según su análisis, las mareas provocadas por la estrella y el planeta gigante en el planeta similar a la Tierra hicieron que sus oscilaciones crecieran hasta volverse inestables. Hicieron simulaciones numéricas que muestran que las oscilaciones del troyano cambian de forma ovalada a forma de plátano y finalmente salen de la órbita compartida, chocando con la estrella o el planeta gigante.

Los hallazgos son consistentes con los resultados publicados previamente de 2013 por Rodríguez et al., y en 2021 por Couturier et al. Esto sugiere que las mareas están eliminando exoplanetas coorbitales antes de que podamos observarlos. Si ese es el caso, aún podemos descubrir exoplanetas coorbitales. También es posible que la misión Lucy de la NASA a los asteroides troyanos, que se lanzó en Octubre pasado, pueda proporcionar pistas adicionales sobre el papel de las mareas en los sistemas coorbitales.

El documento se encuentra actualmente en prensa; el resumen está disponible aquí.

El apoyo para este trabajo fue proporcionado por el programa PSD ISFM de la NASA.

Fuente: SETI Institute.

Artículo original:Why Haven’t We Discovered Co-Orbital Exoplanets? Could Tides Offer a Possible Answer?‘ May 26, 2022.

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