gov-civil-vilareal.pt¿Puede un planeta ser más grande que su estrella?
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la familia von trapp: una vida de música
Después de publicar un artículo aquí en el blog sobre un planeta 'superpuff' de densidad extremadamente baja, obtuve una pregunta interesante en Twitter :
['¿Hemos encontrado alguna vez un exoplaneta que fuera más grande que su estrella anfitriona? ¿Es eso posible?']
Mi primera reacción fue: '¡Sí! Un poco.' Y luego lo pensé un poco más y me di cuenta de que la respuesta era en realidad: '¡Sí! Pero si te refieres a una estrella como el Sol, es poco probable.
Explicarlo sería demasiado para Twitter, ¡pero resulta que tengo un blog! Así que aquí hay más sobre esto.
Esa primera reacción de un poco se debió a pensar en una enana blanca . Este es el remanente de una estrella que alguna vez fue como el Sol, pero murió, desprendiéndose de sus capas externas y dejando solo el núcleo. Ese núcleo, la enana blanca, tiene aproximadamente el tamaño de la Tierra. Si la estrella tuviera planetas más grandes que la Tierra orbitando antes de morir, es posible que algunos sobrevivan y obtienes un planeta más grande que su estrella. De hecho, hemos visto un sistema como este, así que sí, puede suceder y hemos terminado. Pan comido.
Obra de arte que representa a la enana blanca WD 1856 y su enorme planeta, mucho más grande que la propia estrella. Crédito: Centro de vuelo espacial Goddard de NASA / JPL-Caltech / NASA
Excepto que una enana blanca no es una estrella como el sol , ya no. Entonces, tal vez eso no cuente. Eso me lleva a mi segunda reacción, donde un planeta es más grande que su estrella para una estrella como el Sol.
¿Cual es la diferencia? Una enana blanca está muerta, ya no genera energía, simplemente está sentada allí enfriándose. El Sol todavía está fusionando hidrógeno en helio en su núcleo de una manera agradable y estable , como lo ha hecho durante más de cuatro mil millones de años y como lo hará durante aproximadamente 6 o 7 mil millones más. Las estrellas como esta se llaman estrellas de la secuencia principal , por razones históricas (puede obtener más información sobre en mi episodio Crash Course Astronomy sobre estrellas ).
El Sol tiene diez veces el diámetro de Júpiter y resulta que no se pueden obtener planetas mucho más grandes que Júpiter. Si les agregas masa, se hacen más pequeños, no más grandes. Así que claramente no se puede conseguir un planeta más grande que el Sol.
¿Qué pasa con las estrellas más pequeñas? Las estrellas más pequeñas son enanas rojas tenues, apenas lo suficientemente masivas para mantener la fusión en su núcleo, y la más pequeña que pueden obtener es, bueno, bastante pequeña.
EBLM J0555-57Ab en comparación con Júpiter, Saturno y la muy pequeña estrella enana roja TRAPPIST-1. Crédito: Universidad de Cambridge
Recientemente se descubrieron un par de estrellas que son las más pequeñas que se conocen. Uno se llama EBLM J0555-57Ab y el otro es 2MASS J05233822-1403022. Si las conclusiones basadas en las observaciones son correctas, ambos son apenas lo suficientemente masivos como para fusionar hidrógeno en helio en sus núcleos: se necesitan aproximadamente 0.077 veces la masa del Sol para hacer eso, o aproximadamente 75 veces la masa de Júpiter. Ambas estrellas están un poco por encima de ese límite, por lo que sabemos.
Entonces son verdaderas estrellas, pero son pequeño . Ambos son más pequeños que Júpiter, ¡y EBLM J0555-57Ab es solo del tamaño de Saturno!
Por lo tanto, de inmediato vemos que las estrellas pueden tener planetas más grandes que ellos.
El tamaño de TRAPPIST-1 y sus planetas en comparación con Júpiter y sus lunas, y el Sol y nuestros planetas. Crédito: ESO/O. Furtak
Teóricamente . En la práctica, es ciertamente muy raro en el mejor de los casos. Hemos observado suficientes exoplanetas (mundos que orbitan otras estrellas) para ver muchas tendencias en tamaño, masa, etc. Una cosa que se destaca en los datos es que las enanas rojas tienden a no tener gigantes gaseosos orbitando alrededor de ellas. Algunos lo hacen, pero por lo general tienen planetas más pequeños, más como la Tierra (lo que llamamos planetas terrestres ). Algunos tienen muchos como ese, como TRAPPIST-1, que tiene siete planetas del tamaño de la Tierra orbitando alrededor.
Los gigantes gaseosos alrededor de las enanas rojas son raros; tal vez una de cada cien estrellas pequeñas tenga planetas gigantes (Nota: para ser justos, el estudio se realizó con candidato exoplanetas, los que aún no han sido confirmados ... pero mirando la lista de exoplanetas gigantes conocidos alrededor de estrellas de baja masa , las cifras son realmente muy bajas, estadísticamente hablando).
Y puede empeorar. Las estrellas más pequeñas también son las más tenues, lo que significa que son extremadamente difíciles de detectar. Eso también hace que sea difícil saber si tienen planetas orbitando alrededor de ellos. No sabemos si son buenos para hacer planetas, y mucho menos gigantes frente a terrestres. Si la tendencia observada hasta ahora continúa, es incluso menos probable que estos extremadamente bombillas tenues para tener planetas gigantes gaseosos que para las enanas rojas algo más grandes (en realidad, menos pequeñas).
Entonces, es posible que exista un sistema en el que el planeta es más grande que la estrella, pero estadísticamente son muy raros.
Por otro lado, las enanas rojas son, con mucho, el tipo de estrella más común en la galaxia, y constituyen algo así como el 70% de todas las estrellas. Entonces, aunque las enanas rojas realmente pequeñas son raras, todavía hay muchas miles de millones de ellos en la galaxia. Si la fracción de ellos que tiene un gigante gaseoso orbitando es pequeña, eso aún podría significar que muchos de esos sistemas existen en total.
Ahí vas. Una rara respuesta real en astronomía: ¡Sí, un planeta puede ser más grande que su estrella!
Es un Universo extraño. Sin embargo, eso lo hace más interesante.
[Mi agradecimiento a mi amigo Dr. Jessie Christensen por su ayuda con la base de datos de exoplanetas .]
