planeta errante

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Los planetas errantes no están ligados gravitacionalmente a ninguna estrella. Su descubrimiento ha sido posible gracias a dos métodos: la observación directa en el infrarrojo, si el planeta es joven y caliente, y las microlentes gravitacionales, cuando el planeta enfoca la luz de una estrella de fondo en un característico pico simétrico de brillo. La curva de luz proporciona información sobre la masa y la distancia, y la ausencia de eventos repetidos indica su aislamiento.

History

Los primeros candidatos fiables a planetas errantes se detectaron en 2004 por su débil resplandor infrarrojo en el cúmulo de Orión y mediante eventos de microlentes.

How it works

Los planetas nacen en discos de gas y polvo alrededor de las estrellas. Si cerca hay otro planeta masivo o pasa una estrella, una honda gravitacional puede arrancar al planeta menor del abrazo de su estrella madre, convirtiéndolo en un eterno vagabundo. Para encontrarlo, los astrónomos buscan "jorobas" en las curvas de luz de las estrellas: un aumento instantáneo del brillo predicho por la relatividad general.

💡 Según una estimación, en la Vía Láctea podría haber hasta 20 mil millones de planetas errantes, más que estrellas, y algunos de ellos podrían retener satélites.

Un planeta errante (también llamado planeta huérfano o rogue) es un objeto de masa planetaria que no está ligado gravitacionalmente a ninguna estrella y vaga por la galaxia como un cuerpo independiente. Estos objetos se forman en discos protoplanetarios de manera similar a los planetas normales, pero la inestabilidad dinámica posterior en el sistema (dispersión planeta-planeta, interacción de marea con la estrella, perturbación externa por una estrella que pasa) provoca su eyección. Un canal menos común es el colapso de una nube de gas y polvo aislada, similar a la formación estelar, pero en el límite de la masa más baja posible.

History

Los primeros candidatos fueron objetos de masa subestelar en el cúmulo de Orión, registrados a finales de los 90 y principios de los 2000 en sondeos profundos de infrarrojo. El avance clave lo proporcionaron los experimentos de microlentes gravitacionales (OGLE, MOA) a partir de los años 2000, que mostraron numerosos eventos cortos de lente no asociados a estrellas. En 2011 se anunció una población estadísticamente significativa de masas planetarias invisibles en la Galaxia.

How it works

El principal método de detección son las microlentes gravitacionales. Cuando un planeta pasa cerca de la línea de visión hacia una estrella de fondo, su campo gravitacional, según la relatividad general, curva el espacio-tiempo y enfoca la luz, creando dos imágenes no resueltas individualmente pero que producen un aumento del brillo total. La escala angular característica es el radio de Einstein: θ_E = √((4GM)/(c²) · (D_ls)/(D_l D_s)), donde M es la masa de la lente, D_l, D_s, D_ls son las distancias (observador-lente, observador-fuente, lente-fuente). La duración del evento t_E = θ_E/μ_rel, donde μ_rel es el movimiento propio relativo, y para planetas de masa terrestre se limita a unas horas. Los planetas errantes producen curvas simples y simétricas sin cáusticas adicionales, lo que los distingue de las campañas de lentes en sistemas ligados.

\theta_E = \sqrt{\frac{4GM}{c^2} \frac{D_{ls}}{D_l D_s}}

θ_E — radio angular de Einstein (radianes), G — constante de gravitación universal (6.67430×10⁻¹¹ m³·kg⁻¹·s⁻²), M — masa de la lente (kg), c — velocidad de la luz (299792458 m/s), D_ls — distancia de la lente a la fuente (m), D_l — distancia del observador a la lente (m), D_s — distancia del observador a la fuente (m)

Open problems & fun facts

Función de masa inicial: ¿cuál es la contribución del colapso aislado de nubes frente a la eyección desde discos?; ¿Podría existir un océano bajo el hielo en un planeta así y sustentar vida gracias al calor radiactivo?; Distribución en la galaxia y número total de objetos de masa terrestre

💡 Las microlentes pueden detectar planetas con masas de solo 0.01 masas terrestres a distancias hasta el centro galáctico, y los eventos duran desde horas hasta días.

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