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Cambiando con la marea

  • Título del artículo técnico: Understanding WASP 12b
  • Autores: Avery Bailey and Jeremy Goodman
  • Institución del primer autor: Departamento de Ciencias en Astrofísica, Universidad de Princeton, Princeton, NJ 08540, USA
  • Estado: Enviado a MNRAS, Acceso abierto en arXiv
  • Astrobite original: Changing with the tide  por .

Los sistemas de planetas y estrellas influyen entre sí en cada movimiento; alguien en la Tierra necesita solo mirar hacia afuera para recordarlo. Pero, ¿cómo influyen estos cuerpos el uno con el otro durante largos periodos de tiempo? Los autores del artículo de hoy, intentan contestar a esta pregunta en relación a WASP 12.

Figura 1: Una representación artística de WASP 12. Crédito: ESA/Hubble. La imagen puede ser encontrada aquí.

WASP 12 es una estrella de secuencia principal tipo F. En 2008, el primer Júpiter caliente WASP-12b fue descubierto. Desde entonces, diversos grupos de investigación han encontrado que el periodo orbital de este planeta parece estar cambiando. Los autores han modelado la estrella principal utilizando MESA Code para trazar su evolución, y observar al sistema como un todo, mientras buscan encontrar por qué el periodo orbital del planeta está cambiando. El artículo de hoy explora a fondo muchas posibilidades, he seleccionado algunas y daré algunos detalles a continuación.

Compañeras

Una posibilidad para el cambio aparente en la órbita de WASP 12b podría ser debido a otras compañeras. WASP 12 tiene un par de compañeras tipo M, las cuales están a una separación proyectada de un segundo de arco. Utilizando la masa estimada para este par de compañeras y tomando en cuenta los posibles planetas grandes invisibles, los autores establecieron que dicha aceleración de las compañeras es un orden de magnitud demasiado pequeña para explicar el cambio de periodo orbital.

Los autores exploran las compañeras en el contexto de equilibrio de mareas y los efectos de Kozai-Lidov. A pesar de las estrellas compañeras, en este contexto aún no se produce un valor para el cambio orbital que tome en cuenta el cambio observado.

Efectos de rotación

WASP 12 tiene una pequeña rotación diferencial, pero los autores notaron que una parte pequeña del núcleo estelar debería estar relacionada con el momento angular. Entonces utilizando efectos dinámicos de marea se calculó la tasa de rotación sincrónica. Las frecuencias calculadas se muestran abajo en la Figura 2.

Figura 2: Esta imagen muestra divisiones de rotación en contra del torque de marea para varios órdenes. Figura 4 del artículo original.

Después de calcular los efectos rotacionales, los autores encuentran que deberían de ser de varios órdenes de magnitud más pequeños que los efectos observados.

Disipación de marea

En un sistema de múltiples cuerpos, las fuerzas de marea diferencial pueden perder energía para calentarse con el tiempo. Esta disipación de energía afecta la evolución del sistema. El cambio en el periodo observado en el transito de WASP-12b no puede ser fácilmente observado por solo decaimiento orbital, y la tasa de disipación de marea estándar es demasiado baja. Sin embargo, mecanismos dinámicos de marea, los cuales incluyen disipación de marea, dan un resultado comparable a los tránsitos observados.

Los autores consideraron varias otras posibilidades para explicar el decaimiento orbital, pero eliminando alguunas de ellas, los autores llegaron a la conclusión de que la órbita está probablemente decayendo debido la disipación de marea dentro de la estrella. Sin embargo, el nivel de disipación de marea indica que la estrella debería estar evolucionado dentro de la rama de las subgigantes, lo cual está en contra de las observaciones de que la estrella está en secuencia principal. Los autores también postulan que la estrella podría tener un núcleo rotando rápidamente que permanece conectivo, el cual podría explicar también la disipación de marea. Sin embargo, esta explicación aun deja la pregunta de por qué tiene un núcleo rotando rápidamente y no explica el corto periodo de tiempo de decaimiento.

Los autores dicen que no han encontrado un modelo que explique todas las observaciones del sistema y el decaimiento orbital del planeta. Sin embargo, está claro por su trabajo, que los tiempos de vida de WASP 12 y WASP 12b están intrínsecamente ligados. Al aprender más acerca de la naturaleza de este sistema, podemos aprender más acerca de las interacciones entre los planetas y las estrellas, y por supuesto de su evolución.

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