La composición de los exoplanetas rocosos está ligada a la de sus estrellas

MADRID/Aunque la composición entre los planetas rocosos y las estrellas anfitrionas se correlaciona, no es igual en todos los casos, como los modelos asumían anteriormente.

Las estrellas recién formadas están rodeadas por un disco protoplanetario. Una fracción del material del disco se condensa en bloques formadores de planetas y el resto finalmente cae en la estrella. Debido a su origen común, se asumió que la composición de estos bloques de construcción y de los planetas rocosos de baja masa debería ser similar a la composición de sus estrellas anfitrionas.

Sin embargo, hasta ahora el Sistema Solar era nuestra única referencia disponible, por lo que sabemos que la composición de los principales elementos formadores de rocas, como magnesio, silicio y hierro, en los planetas telúricos (con la excepción de Mercurio) es similar a la del Sol.

Hallazgos

En una nueva investigación, publicada en la revista ScienceScience, un equipo internacional liderado por el investigador del Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (Portugal) Vardan Adibekyan y con participación española estableció, por primera vez, una correlación entre la composición de exoplanetas rocosos con la composición de sus estrellas anfitrionas. El equipo también muestra que esta relación no es, como se suponía anteriormente, igual en todos los casos.

Para Garik Israelian, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias y coautor del descubrimiento, este resultado era impensable en el año 2000.

"En ese momento habíamos tratado de encontrar una correlación entre la composición química de algunas estrellas de tipo solar y la presencia de planetas a su alrededor (o de sus características orbitales); era difícil imaginar que veinte años después ampliaríamos esos estudios al incluir abundancias de metales de planetas similares a la Tierra".

Para Adibekyan, investigador de la Universidad de Oporto, el equipo descubrió que la composición de los planetas telúricos está íntimamente ligada a la composición de la estrella anfitriona, lo que nos indica la dirección de planetas que pueden ser similares al nuestro.

"Mostramos que el contenido de hierro de estos planetas telúricos es más alto de lo que uno podría predecir en función de la composición de los discos protoplanetarios en los que se formaron. Interpretamos este enriquecimiento en hierro como atribuible a la química de los discos protoplanetarios y las características específicas de los procesos de formación de planetas", dijo en un comunicado.

Sin embargo, esto no fue inesperado, ya que el equipo estaba buscando activamente esta correlación. Para lograr esto, el equipo seleccionó 21 de los planetas rocosos caracterizados con mayor precisión, utilizando sus medidas de masa y radio para determinar su densidad, así como la cantidad de hierro en los planetas.

También utilizaron espectros de alta resolución recopilados con espectrógrafos de última generación montados en grandes observatorios de todo el mundo, como Mauna Kea, La Silla y Paranal y Roque de los Muchachos, para determinar la composición de sus estrellas anfitrionas y luego deducir la composición de los componentes formadores de rocas más críticos en los discos protoplanetarios.

El coautor de la investigación Nuno Santos subraya que comprender el vínculo compositivo entre las estrellas y sus planetas ha sido un tema central de investigación en IA durante más de una década: "El uso de los mejores espectrógrafos de alta resolución, como los del Observatorio Europeo Austral (ESO) HARPS o ESPRESSO, nuestro equipo ha estado recopilando espectros de estrellas anfitrionas de exoplanetas durante varios años. Estos espectros se utilizan para determinar las propiedades estelares uniformes y las abundancias de los huéspedes, y los resultados se han recopilado en el catálogo público SWEET-Cat".

El equipo también encontró un resultado intrigante. Descubrieron una brecha entre la fracción de hierro de las súper Tierras y los súper Mercurios, lo que implica que estos planetas parecen ser poblaciones distintas en términos de composición, con implicaciones para su formación.

Esto requerirá más estudio, ya que las simulaciones de formación de planetas que incorporan colisiones por sí solas no pueden reproducir los supermercurios de mayor densidad. Adibekyan agrega: "Comprender la formación de supermercurio nos ayudará a comprender la densidad peculiarmente alta de Mercurio".