Un planeta alienígena del tamaño de Neptuno, más denso que el acero, puede ser el resultado de una colisión de un planeta gigante

El nuevo planeta gigante es evidencia de posibles colisiones planetarias.

a NeptunoUn equipo internacional de astrónomos ha descubierto un planeta más denso que el acero y creen que su formación podría ser el resultado del impacto de un planeta gigante.

TOI-1853b tiene casi el doble de la masa de cualquier otro planeta conocido del mismo tamaño y su densidad es increíblemente alta, lo que significa que está compuesto por una fracción de roca mayor de lo que normalmente se esperaría a esta escala.

En el estudio publicado hoy (31 de agosto) en la revista naturalezaLos científicos dirigidos por Luca Nabuniello de la Universidad de Roma Tor Vergata sugieren que esto es el resultado de colisiones planetarias. Estos impactos masivos habrían eliminado parte de la atmósfera ligera y del agua, dejando tras de sí una gran cantidad de rocas.

Investigador asociado principal y coautor, el Dr. Phil Carter de Universidad de BristolLa Facultad de Física explicó: «Tenemos pruebas sólidas de colisiones muy activas entre cuerpos planetarios de nuestro sistema solar, como la presencia de la Luna de la Tierra, y pruebas sólidas de un pequeño número de exoplanetas.

“Sabemos que existe una gran diversidad de planetas en sistemas exoplanetarios; Muchos de ellos no tienen equivalente en nuestro sistema solar, pero a menudo tienen masas y composiciones entre las de los planetas rocosos y Neptuno.Urano (gigantes de hielo).

Gráfica de TOI-1853b. Un estudio reciente en la revista naturaleza Destaca las características únicas del planeta, que tiene casi el doble de masa y una densidad inusualmente alta que otros planetas de tamaño similar. Crédito: Luca Nabuniello

Modelado de influencias planetarias extremas.

«Nuestra contribución al estudio fue modelar los intensos impactos gigantes que podrían eliminar la atmósfera más ligera y el agua/hielo del planeta original más grande para producir la densidad máxima medida», dijo Carter.

«Descubrimos que el cuerpo protoplanetario probablemente era rico en agua y experimentó un intenso impacto gigante con una velocidad superior a 75 km/s para producir TOI-1853b como se observa».

Este planeta proporciona nueva evidencia de la prevalencia de colisiones gigantes en la formación de planetas en toda la galaxia. Este descubrimiento ayuda a conectar las teorías sobre la formación de planetas basadas en el sistema solar con la formación de exoplanetas. El descubrimiento de este planeta extremo proporciona nuevos conocimientos sobre la formación y evolución de los sistemas planetarios.

Un planeta extremo con características inesperadas

El estudiante de posgrado y coautor Jingyao Du dijo: “¡Este planeta es tan asombroso! Normalmente esperamos que los planetas que se forman con esta cantidad de roca se conviertan en gigantes gaseosos. Júpiter que tiene una densidad similar a la del agua.

«TOI-1853b tiene aproximadamente el tamaño de Neptuno pero tiene una densidad mayor que la del acero. Nuestro trabajo muestra que esto podría suceder si el planeta experimentara colisiones planetarias muy enérgicas durante su formación.

«Estas colisiones eliminaron parte de la atmósfera ligera y del agua, dejando un planeta denso y rico en rocas».

El equipo ahora planea realizar observaciones detalladas de seguimiento de TOI-1853b para intentar detectar cualquier atmósfera restante y examinar su composición.

La profesora asociada y coautora, la Dra. Zoe Leinhardt, concluyó: “Nunca antes habíamos investigado efectos gigantes tan graves porque no era algo que esperábamos. Queda mucho trabajo por hacer para mejorar los modelos de materiales que subyacen a nuestras simulaciones y ampliar la gama de efectos gigantes extremos para los que se modelan.

Referencia: “Un planeta enorme del tamaño de Neptuno” de Luca Nabunello, Luigi Mancini, Alessandro Suzzetti, Aldo S. Bonomo, Alessandro Morbidelli, Jingyao Du, Li Zeng, Zoe M. Lenhart, Katia Piazza, Patricio E. Cubellos, Matteo Pinamonte, Daniele Lucci, Antonio Maggio, Mario Damaso, Antonino F. Lanza, Jack J. Lessauer, Karen A. Collins, Felipe J. Carter, Eric LN Jensen, Andrea Pignamini, Walter Buchen, Luke G. Boma, David R. Ciardi, Rosario Cosentino, Silvano Desidera, Xavier Dumusque, Aldo FM Fiorenzano, Akihiko Fukui, Paolo Giacobe, Crystal L. Ginelka, Adriano Gedina, Gloria Giloy, Avet Harutyunyan, Steve B Howell, John M Jenkins, Michael B Lund, John F Kilkopf, Katie V. Lester, Luca Malavolta, Andrew W. Mann, Rachel A. Mattson, Elizabeth C. Matthews, Domenico Nardello, Norio Narita, Emmanuel Pace, Isabella Pagano, Enrique Bale, Marco Bedani, Sarah Seager, Joshua E. Schleder, Richard B. Schwartz, Avi Schborer, Joseph D. Twiken, Joshua N. Wayne, Carl Ziegler y Tiziano Zingales, 30 de agosto de 2023, disponible aquí. naturaleza.
doi: 10.1038/s41586-023-06499-2

Las simulaciones se realizaron utilizando las instalaciones computacionales del Centro de Investigación en Computación Avanzada de la Universidad de Bristol. Los financiadores incluyen el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas (STFC) y el Consejo de Becas de China.