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Los planetas en sistemas binarios de estrellas pueden ser candidatos para albergar vida extraterrestre . [1] La habitabilidad de los sistemas binarios de estrellas está determinada por muchos factores de diversas fuentes. [2] Las estimaciones típicas a menudo sugieren que el 50% o más de todos los sistemas estelares son sistemas binarios . Esto puede deberse en parte al sesgo de la muestra, ya que las estrellas masivas y brillantes tienden a estar en sistemas binarios y estos son más fáciles de observar y catalogar; un análisis más preciso ha sugerido que las estrellas más débiles y comunes suelen ser singulares y que, por lo tanto, hasta dos tercios de todos los sistemas estelares son solitarios. [3]
La separación entre estrellas en un sistema binario puede variar desde menos de una unidad astronómica (UA, la distancia "promedio" entre la Tierra y el Sol) hasta varios cientos de UA. En estos últimos casos, los efectos gravitacionales serán insignificantes en un planeta que orbite una estrella que, por lo demás, sería adecuada, y el potencial de habitabilidad no se verá afectado a menos que la órbita sea muy excéntrica (véase Némesis , por ejemplo). En realidad, algunos rangos orbitales son imposibles por razones dinámicas (el planeta sería expulsado de su órbita con relativa rapidez, siendo expulsado del sistema por completo o transferido a un rango orbital más interior o exterior), mientras que otras órbitas presentan serios desafíos para las futuras biosferas debido a las probables variaciones extremas en la temperatura de la superficie durante diferentes partes de la órbita. Si la separación es significativamente cercana a la distancia del planeta, una órbita estable puede ser imposible.
Se dice que los planetas que orbitan alrededor de una sola estrella en un par binario tienen órbitas de "tipo S", mientras que los que orbitan alrededor de ambas estrellas tienen órbitas de "tipo P" o " circumbinarias ". Se estima que entre el 50 y el 60 % de las estrellas binarias son capaces de albergar planetas terrestres habitables dentro de rangos orbitales estables. [4]
Planeta no circumbinario (tipo S)
En los planetas no circumbinarios , si la distancia de un planeta a su estrella primaria excede aproximadamente una quinta parte del punto de aproximación más cercano de la otra estrella, la estabilidad orbital no está garantizada. [5] Durante mucho tiempo no estuvo claro si los planetas podrían formarse en sistemas binarios, dado que las fuerzas gravitacionales podrían interferir con la formación de planetas. El trabajo teórico de Alan Boss en la Institución Carnegie ha demostrado que los gigantes gaseosos pueden formarse alrededor de estrellas en sistemas binarios de manera muy similar a como lo hacen alrededor de estrellas solitarias. [6]
Los estudios de Alpha Centauri , el sistema estelar más cercano al Sol, sugirieron que no se deben descartar los sistemas binarios en la búsqueda de planetas habitables. Centauri A y B tienen una distancia de 11 ua en el punto de aproximación más cercano (23 ua de media), y ambos tienen zonas habitables estables. [2] [7] Un estudio de la estabilidad orbital a largo plazo para planetas simulados dentro del sistema muestra que los planetas dentro de aproximadamente tres ua de cualquiera de las estrellas pueden permanecer estables (es decir, el semieje mayor se desvía menos del 5%). La zona habitable para Alpha Centauri A se extiende, según una estimación conservadora, de 1,37 a 1,76 ua [2] y la de Alpha Centauri B de 0,77 a 1,14 ua [2] —bien dentro de la región estable en ambos casos. [8]
Planeta circumbinario (tipo P)
En el caso de un planeta circumbinario , la estabilidad orbital está garantizada sólo si la distancia del planeta a las estrellas es significativamente mayor que la distancia entre estrellas. [ cita requerida ]
La separación mínima estable entre estrellas y planetas circumbinarios es de aproximadamente 2 a 4 veces la separación entre estrellas binarias, o el período orbital es de aproximadamente 3 a 8 veces el período binario. Los planetas más internos en todos los sistemas circumbinarios de Kepler se han encontrado orbitando cerca de este radio. Los planetas tienen semiejes mayores que se encuentran entre 1,09 y 1,46 veces este radio crítico. La razón podría ser que la migración podría volverse ineficiente cerca del radio crítico, dejando planetas justo fuera de este radio. [9]
Por ejemplo, Kepler-47c es un gigante gaseoso en la zona habitable circumbinaria del sistema Kepler-47 . [ cita requerida ]
Si los planetas similares a la Tierra se forman o migran a la zona habitable circumbinaria, serían capaces de mantener agua líquida en su superficie a pesar de la interacción dinámica y radiativa con las estrellas binarias. [10]
Los límites de estabilidad para las órbitas de tipo S y tipo P dentro de sistemas estelares binarios y trinarios se han establecido en función de las características orbitales de las estrellas, tanto para movimientos progrados como retrógrados de estrellas y planetas. [11]
Véase también
- Astrobiología
- Zona habitable circunestelar
- Habitabilidad de los sistemas enanos amarillos
- Habitabilidad planetaria
- Planeta circumbinario
Referencias
- ^ "Planetas del tamaño de la Tierra como 'Tatooine' podrían ser habitables" (Nota de prensa). Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA , Instituto Tecnológico de California . Abril de 2017. Archivado desde el original el 19 de junio de 2019. Consultado el 15 de diciembre de 2018 .
- ^ abcd Eggl, Siegfried (2018). "Habitabilidad de planetas en sistemas estelares binarios". En Deeg, Hans J.; Belmonte, Juan Antonio (eds.). Manual de exoplanetas . Cham: Springer International Publishing. pp. 1–27. Bibcode :2018haex.bookE..61E. doi :10.1007/978-3-319-30648-3_61-1. ISBN 978-3-319-30648-3.
- ^ "La mayoría de las estrellas de la Vía Láctea son solitarias" (Nota de prensa). Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian . 30 de enero de 2006. Archivado desde el original el 13 de agosto de 2007. Consultado el 5 de junio de 2007 .
- ^ V. Quintana, Elisa; J. Lissauer, Jack (2007). "Formación de planetas terrestres en sistemas estelares binarios". Sistemas solares extremos . 398 : 201. arXiv : 0705.3444 . Código Bibliográfico :2008ASPC..398..201Q.
- ^ "Estrellas y planetas habitables". www.solstation.com . Sol Company. Archivado desde el original el 28 de junio de 2011 . Consultado el 5 de junio de 2007 .
- ^ "Los sistemas planetarios pueden surgir de alrededor de estrellas binarias" (Nota de prensa). Carnegie Institution . Enero de 2006. Archivado desde el original el 2011-05-15 . Consultado el 2007-06-05 .
- ^ Eggl, Siegfried; Haghighipour, Nader; Pilat-Lohinger, Elke (enero de 2013). "Detectabilidad de planetas similares a la Tierra en zonas habitables circunestelares de sistemas estelares binarios con componentes similares al Sol". The Astrophysical Journal . 764 (2): 130. arXiv : 1212.4884 . Bibcode :2013ApJ...764..130E. doi :10.1088/0004-637X/764/2/130. ISSN 0004-637X. S2CID 31934602.
- ^ Wiegert, Paul A.; Holman, Matt J. (abril de 1997). "La estabilidad de los planetas en el sistema Alfa Centauri". The Astronomical Journal . 113 (4): 1445. arXiv : astro-ph/9609106 . Código Bibliográfico :1997AJ....113.1445W. doi :10.1086/118360. S2CID 18969130.
- ^ Welsh, William F.; Orosz, Jerome A.; Carter, Joshua A.; Fabrycky, Daniel C.; el equipo Kepler (agosto de 2012). "Resultados recientes de Kepler sobre planetas circumbinarios". Actas de la Unión Astronómica Internacional . 8 (S293): 125–132. arXiv : 1308.6328 . doi :10.1017/S1743921313012684. ISSN 1743-9213. S2CID 119230654.
- ^ Popp, Max; Eggl, Siegfried (abril de 2017). "Variaciones climáticas en planetas circumbinarios similares a la Tierra". Nature Communications . 8 (1): 14957. Bibcode :2017NatCo...814957P. doi :10.1038/ncomms14957. ISSN 2041-1723. PMC 5384241 . PMID 28382929.
- ^ Busetti, F.; Beust, H.; Harley, C. (noviembre de 2018). "Estabilidad de planetas en sistemas estelares triples". Astronomía y Astrofísica . 619 : A91. arXiv : 1811.08221 . Bibcode :2018A&A...619A..91B. doi :10.1051/0004-6361/201833097. ISSN 0004-6361. S2CID 119477324.
