Download Presentación de los temas I.3 y I.4

Dr. Lorenzo Olguín R.
Universidad de Sonora
DF-UNISON – Hermosillo, Sonora
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Exoplanetas
EXOPLANETA = Planeta fuera del Sistema Solar.
Los exoplanetas recién descubiertos reciben el nombre de
acuerdo a la estrella a la cual orbitan, agregando una letra
del alfabeto, iniciando con la letra b.
El primer planeta detectado fuera del Sistema Solar, fue uno
que gira alrededor del pulsar PSR 1257.
El primero detectado alrededor de una estrella de secuencia
principal (*) fue 51 Peg b, que gira alrededor de la estrella 51
Peg.
Posteriormente a 51 Peg b se le dio el nombre propio Midium
(la mitad) por la IAU. El nombre se escogió debido a que
tiene la mitad de la masa de Jupiter.
A la fecha se han descubierto más de dos mil exoplanetas.
Detección por variación de Vr El espectro muestra una variación regular: las líneas espectrales se desplazan en longitud de onda debido al movimiento de las estrellas que la forman. 51 Peg b
51 Peg
mv = 5.49
G2.5IVa o G4-5Va
M = 1.06 Msun
[Fe/H] = 0.20
Marcy et al. 1997, ApJ, 481, 926
Note la
magnitud
de Vr
51 Peg b tiene propiedades que
eran inesperadas (*) en la época
de su descubrimiento:
Tiene la mitad de la masa de
Júpiter, pero se encuentra a una
distancia menor a la de Mercurio y
gira alrededor de 51 Peg en ~4.2
días (a una velocidad orbital de
~136 km/s).
Estando tan cerca de sus estrella, el planeta debe ser muy
caliente (T~1000 C). De aquí que a este tipo de planetas se
les llame “Júpiters calientes”
(*) Anteriormente se tenía la idea de que los sistemas planetarios
que se encontrarían serían similares al Sistema Solar
Sistemas planetarios múltiples
Velocidad radial de la estrella ν Andrómeda, después de remover el efecto
de un planeta con periodo de 4.6d. Los datos muestran que hay otros 3
planetas alrededor de la estrella.
(Fuente: Carroll & Ostlie, y originalmente de Debra A. Fischer)
The Extrasolar Planet Encyclopaedia http://exoplanet.eu/catalog/
Carroll & Ostlie, con datos de The Extrasolar Planets Encyclopaedia.
Carroll & Ostlie, con datos de The Extrasolar Planets Encyclopaedia.
Metalicidad calculada como el
número de átomos de Hierro
(NFe) con respecto a H (NH) en
forma relativa al Sol.
Carroll & Ostlie. Adaptada de Fischer & Valenti ApJ, 622, 1102, 2005.
Probabilidad de una estrella de tener planetas:
Muestra: 1040 estrellas F, G y K
Diferencia entre Planeta y Enana café
Conocemos planetas con masas menores a la Tierra.
Por otro lado, se han detectado exoplanetas con algunas
decenas de veces la masa de Júpiter.
La enanas café (o enanas marrón [*]) son cuerpos que
estuvieron muy cerca de convertirse en estrellas, pero su
masa no fue suficiente para encender reacciones nucleares
que transformaran hidrógeno en helio.
Surge la pregunta ¿donde está el límite de lo que debemos
llamar planeta y enana café?
[*] En inglés Brown Dwarfs
Cuerpos de 13 MJ pueden encender el quemado de deuterio
y tienen así una fuente de energía que evita el colapso.
La masa mínima para encender reacciones nucleares con
quemado de hidrógeno es de 0.072 Msol (75 MJ).
Un criterio:
Enana café: objeto con masa en el intervalo 13 − 75 MJ
Planeta: objeto con masa <13 MJ .
Las enanas cafés son “estrellas”
que encienden el quemado de
deuterio pero nunca logran
estabilizar las reacciones nucleares
durante la etapa de contracción.
Formación y Evolución de un
Sistema Planetario
La formación del sistema solar ha intrigado a muchas culturas
por miles de años.
* A finales del siglo XVIII Georges Louis Lecrec propuso que
un gran cometa se estrelló con el Sol y del material eyectado
se formaron los planetas.
* Otra teoría propuso que el material que formó a los planetas
fue arrancado del Sol por una estrella que pasó muy cerca.
* Una más proponía que el Sol acretó material del espacio
interestelar y de ahí se formaron los planetas.
* Una clase de teoría que propone que tanto el Sol como los
planetas se formaron de la misma nube y al mismos tiempo
(René Descartes, Immanuel Kant, Pierre-Simon Marqués de la
Laplace).
Proto Planetary Disc = proplyd
Proplyd 19 en
Orión
Proplyds en Orión
Pictor
Beta-Pic
SpTy=A6V
D=19.4 pc
V=3.86
Beta Pictoris B
ESO/A.-M. Lagrange - http://www.eso.org/public/images/eso1024a/
For the first time, astronomers have been able to directly follow the
motion of an exoplanet as it moves to the other side of its host star.
The planet has the smallest orbit so far of all directly imaged
exoplanets, lying as close to its host star as Saturn is to the Sun. The
team of astronomers used the NAOS-CONICA instrument (or NACO),
mounted on one of the 8.2-metre Unit Telescopes of ESO's Very Large
Telescope (VLT), to study the immediate surroundings of Beta Pictoris
in 2003, 2008 and 2009. In 2003 a faint source inside the disc was
seen, but it was not possible to exclude the remote possibility that it
was a background star. In new images taken in 2008 and spring 2009
the source had disappeared! The most recent observations, taken
during autumn 2009, revealed the object on the other side of the disc
after having been hidden either behind or in front of the star. This
confirmed that the source indeed was an exoplanet and that it was
orbiting its host star. It also provided insights into the size of its orbit
around the star. The above composite shows the reflected light on the
dust disc in the outer part, as observed in 1996 with the ADONIS
instrument on ESO's 3.6-metre telescope. In the central part, the
observations of the planet obtained in 2003 and autumn 2009 with
NACO are shown. The possible orbit of the planet is also indicated,
albeit with the inclination angle exaggerated.
Piscis Austrinus
Alfa-PiA
SpTy=A4V
D~7.7 pc
V=1.16
Fomalhaut
Colapso de una nube
molecular: se forman
varias “condensaciones”
La rotación forma un disco.
Acreción de material al
centro.
Protoestrella en el
centro
Varias restricciones observacionales y teóricas:
Distribución de
Momento Angular
Tendencias en la
Composición
Planetas interiores rocosos
(pocos compuestos volátiles) y
planetas externos gaseosos
con muchos volátiles (Júpiter y
Saturno tienen la mayoría).
Distribución de
Temperatura
“Bombardeo” pesado
(colisiones con
planetesimales)
Hay evidencia de colisiones en
varios de los planetas y satélites
del Sistema Solar.
La Luna misma se cree se formó
después de una colisión de un
planetesimal con la Tierra.
Distribución de masa
dentro del sistema
Solar
Escalas de tiempo
* Colapso de la nube molecular:
10 5 años
* Pérdida de masa (tipo T-Tau y FU Ori)
105 – 107 años
(material no acretado, fue barrido)
* Abundancias de Al(26,13) de condritas carbonáceas:
•  supernovas o evento FU Ori
* Meteoritos más antiguos: 4.566 Ga
•  (Edad del Sol de 4.57 Gyr)
*La superficie de la Luna y Marte de deben haber solificado 100
Ma despues del colapso de la nube
* Bombardeo pesado de la Luna:
•  700 Ma después de haberse formado
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