Los Astrónomos Muestran Armonías Planetarias Que Salvan Al Sistema TRAPPIST-1 De La Destrucción

Las armonías planetarias salvan al sistema TRAPPIST-1 de la destrucción

Representación de un artista de los siete mundos del sistema Trappist-1.

En un estudio recientemente publicado, los astrónomos describen los planetas del sistema TRAPPIST-1 como si estuvieran en algo llamado “cadena resonante”, que estabiliza fuertemente el sistema.

Cuando NASA anunció su descubrimiento del sistema TRAPPIST-1 en febrero, causó un gran revuelo, y con razón. Tres de sus siete planetas del tamaño de la Tierra se encuentran en la zona habitable de la estrella, lo que significa que pueden albergar condiciones adecuadas para la vida.

Pero uno de los principales enigmas de la investigación original que describe el sistema fue que parecía inestable.

“Si se simula el sistema, los planetas comienzan a chocar entre sí en menos de un millón de años”, dice Dan Tamayo, postdoctorado en el Centro de Ciencias Planetarias de Scarborough de la Universidad de Toronto.

“Esto puede parecer mucho tiempo, pero en realidad es solo un parpadeo astronómico. Sería muy afortunado para nosotros descubrir TRAPPIST-1 justo antes de que se derrumbara, por lo que debe haber una razón por la que permanece estable “.

Tamayo y sus colegas parecen haber encontrado una razón. En una investigación publicada en la revista Astrophysical Journal Letters, describen los planetas en el sistema TRAPPIST-1 como si estuvieran en algo llamado “cadena resonante” que puede estabilizar fuertemente el sistema.

En configuraciones resonantes, los períodos orbitales de los planetas forman proporciones de números enteros. Es un principio muy técnico, pero un buen ejemplo es cómo Neptuno orbita al Sol tres veces en la cantidad de tiempo que lleva Plutón para orbitar dos veces. Esto es algo bueno para Plutón porque de lo contrario no existiría. Dado que las órbitas de los dos planetas se cruzan, si las cosas fueran aleatorias, colisionarían, pero debido a la resonancia, las ubicaciones de los planetas entre sí se siguen repitiendo.

“Hay un patrón de repetición rítmico que asegura que el sistema permanezca estable durante un largo período de tiempo”, dice Matt Russo, un postdoctorado en el Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica (CITA) que ha estado trabajando en formas creativas de visualizar el sistema.

TRAPPIST-1 lleva este principio a un nivel completamente diferente con los siete planetas en una cadena de resonancias. Para ilustrar esta notable configuración, Tamayo, Russo y su colega Andrew Santaguida crearon una animación en la que los planetas tocan una nota de piano cada vez que pasan frente a su estrella anfitriona y un tambor cada vez que un planeta alcanza a su vecino más cercano.

Debido a que los períodos de los planetas son proporciones simples entre sí, su movimiento crea un patrón de repetición constante que es similar a cómo tocamos música. Las relaciones de frecuencia simples también son lo que hace que dos notas suenen agradables cuando se tocan juntas.


Qué mantiene el TRAPPIST-1 exoplaneta sistema estable?

Acelerar las frecuencias orbitales de los planetas en el rango de audición humana produce una especie de sinfonía astrofísica, pero que se desarrolla a más de 40 años luz de distancia.

“La mayoría de los sistemas planetarios son como bandas de músicos aficionados que interpretan sus partes a diferentes velocidades”, dice Russo. “TRAPPIST-1 es diferente; es un supergrupo con los siete miembros sincronizando sus partes en un tiempo casi perfecto “.

Pero incluso las órbitas sincronizadas no necesariamente sobreviven por mucho tiempo, señala Tamayo. Por razones técnicas, la teoría del caos también requiere alineaciones orbitales precisas para garantizar que los sistemas permanezcan estables. Esto puede explicar por qué las simulaciones realizadas en el documento de descubrimiento original dieron como resultado rápidamente que los planetas chocaran entre sí.

“No es que el sistema esté condenado, es que las configuraciones estables son muy exactas”, dice. “No podemos medir todos los parámetros orbitales lo suficientemente bien en este momento, por lo que los sistemas simulados siguieron dando como resultado colisiones porque las configuraciones no eran precisas”.

Para superar esto, Tamayo y su equipo miraron el sistema no como es hoy, sino cómo pudo haberse formado originalmente. Cuando el sistema nacía de un disco de gas, los planetas deberían haber migrado entre sí, permitiendo que el sistema se estableciera naturalmente en una configuración resonante estable.

“Esto significa que desde el principio, la órbita de cada planeta se sintonizó para armonizarla con la de sus vecinos, de la misma manera que los instrumentos son sintonizados por una banda antes de que comience a tocar”, dice Russo. “Es por eso que la animación produce una música tan hermosa”.

El equipo probó las simulaciones utilizando el grupo de supercomputación en el Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica (CITA) y descubrió que la mayoría que generaron permaneció estable durante el tiempo que pudieran ejecutarla. Esto fue aproximadamente 100 veces más largo de lo que tardaron las simulaciones en el artículo de investigación original que describe a TRAPPIST-1 en volverse loco.

“Parece de alguna manera poético que esta configuración especial que puede generar una música tan notable también pueda ser responsable de que el sistema sobreviva hasta nuestros días”, dice Tamayo.

Estudio: La migración convergente hace que TRAPPIST-1 sea de larga duración

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