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Los investigadores de la casa, Octavio Guilera, Miller Bertolami y Paula Ronco escribieron una Letter que fue enviada y aceptada en la revista "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society". Se publicó en octubre y ya está disponible su versión online

Formación de planetas gigantes en órbitas amplias

"The formation of giant planets in wide orbits by photoevaporation-synchronised migration" . Guilera, Miller Bertolami, Ronco, MNRAS Letters, 2017

¿Puede resumir de qué se trata la publicación?

 
En este trabajo presentamos una idea novedosa para la formación de planetas gigantes en órbitas lejanas, de los cuales se han detectado varios ejemplos durante la última década y cuya formación es todavía un misterio.
El trabajo ofrece una forma natural de explicar la formación de planetas gigantes en órbitas lejanas dentro del paradigma dominante de la formación de planetas gigantes por acreción del núcleo. El escenario funciona de la siguiente manera: cuando la fotoevaporación del disco de gas, causada por la radiación de la estrella central, abre un agujero central en el disco, esto genera una región del disco donde los torques sobre el planeta actuan en la dirección opuesta a la usual. Como consecuencia, los planetas ubicados cerca del frente de fotoevaporación del disco sufren una migración hacia el exterior del disco, alejándose de la estrella central. Si se dan las condiciones apropiadas, y en el trabajo mostramos que estas condiciones pueden darse en una variedad de sistemas, el planeta en formación migrará hacia el exterior del disco manteniéndose siempre cerca del frente de fotoevaporación y migrando cada vez más hacia afuera. De esta manera es posible formar planetas gigantes en regiones muy externas del disco donde inicialmente no hay material suficiente para formar un núcleo planetario masivo (que es el prerequicito para la formación de planetas gigantes en la teoría estandar).
Para ello realizamos una mejora del código de formación planetaria del Grupo (PlanetaLP) mediante la incorporación de un modelado más realista del disco de gas y un mejor tratamiento de la interacción planeta disco y las consecuentes tasas de migración.


¿Cual es la importancia de este trabajo?

Desde las primeras detecciones por imagen directa de planetas (Marois et al. 2008, Kalas et al. 2008) se ha detectado un número creciente de planetas gigantes que orbitan alrededor de la estrella central a distancias mayores a las 50 UA. La formación de planetas gigantes a distancias tan grandes es un problema para la teoría de formación de los mismos por acreción del núcleo, que es el paradigma dominante para la formación planetaria. Esto ha llevado a reflotar la idea alternativa de que algunos planetas gigantes se forman mediante la fragmentación directa del disco protoplanetario y el colapso gravitatorio de estos fragmentos. En este contexto, algunos investigadores han propuesto modificaciones a la teoría de formación por acreción del núcleo para "salvarla" y permitirle formar planetas en órbitas lejanas.
La importancia de este trabajo es que ofrece un mecanismo natural, i.e. sin modificaciones ad-hoc, dentro de la teoría estandar para formar planetas gigantes en órbitas lejanas.


¿Cual es su aporte?

El total del trabajo ha sido desarrollado por investigadores de nuestra facultad. Los aportes de los diferentes integrantes pueden resumirse de la siguiente manera: Paula y Octavio identificaron en un trabajo anterior la existencia de planetas que se formaban en sus simulaciones y migraban al exterior del sistema planetario como consecuencia de su interacción con el disco de gas. Sobre esta base proyectaron la idea central del escenario. A fin de que las simulaciones fuesen más realistas, y por lo tanto más convincentes, necesitábamos mejorar el cálculo de la migración planetaria. Esto involucraba mejorar el cálculo de la estructura termodinámica del disco de gas. La mejora del modelado numérico del disco de gas y la implementación de un cálculo más realista de los torques del disco sobre el planeta fue realizada por Octavio y Marcelo. Una vez obtenidos los resultados con el modelo mejorado todos participamos en la discusión de los resultados, su presentación y la escritura del artículo.


¿Tienen pensado continuar investigando el caso o casos similares? ¿Cual es la perspectiva a futuro?

Sí, la idea sería realizar una exploración sistemática del problema y su espacio de parámetros mediante una síntesis de población. Esto nos permitirá entender bajo qué circunstancias físicas (masas de los discos, masas de la estrella central, tamaño de los planetesimales) el mecanismo es efectivo. Más importante aún, una exploración del espacio de parámetros podría darnos una idea de cual es la frecuencia esperada para este tipo de sistemas. Esto es importante porque los planetas gigantes en órbitas aisladas son una pequeña minoría y cualquier mecanismo para formarlos no debería ser muy efectivo. Además, la idea es explorar la formación de planetas gigantes en órbitas lejanas inmersos en sistemas planetarios completos. Es decir, extender este trabajo al estudio de la formación de varios planetas a la vez, dado que hasta el momento solo hemos explorado la formación aislada de los mismos.

 

Actualizado el 21/11/2017