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Brecha de radio de planeta pequeño

Este gráfico ilustra la 'brecha' del radio

La brecha de radio de planeta pequeño (también llamada brecha de Fulton , [1] valle de fotoevaporación , [2] [3] o desierto subneptuniano [4] ) es una escasez observada de planetas con radios entre 1,5 y 2 veces el radio de la Tierra, probablemente debido a la pérdida de masa impulsada por la fotoevaporación . [5] [6] [7] Una bimodalidad en la población de exoplanetas de Kepler se observó por primera vez en 2011 [8] y se atribuyó a la ausencia de atmósferas de gas significativas en planetas cercanos de baja masa. Esta característica se señaló como posiblemente la confirmación de una hipótesis emergente de que la fotoevaporación podría impulsar la pérdida de masa atmosférica [5] [9] Esto conduciría a una población de núcleos desnudos y rocosos con radios más pequeños a pequeñas separaciones de sus estrellas madre, y planetas con envolturas gruesas dominadas por hidrógeno y helio con radios más grandes a separaciones más grandes. [5] [9] La bimodalidad en la distribución se confirmó con datos de mayor precisión en el estudio California-Kepler de 2017, [6] [1] que demostró coincidir con las predicciones de la hipótesis de pérdida de masa fotoevaporativa más tarde ese año. [7]

A pesar de la implicación de la palabra "brecha", la brecha de Fulton en realidad no representa un rango de radios completamente ausentes de la población de exoplanetas observada, sino más bien un rango de radios que parecen ser relativamente poco comunes. [6] Como resultado, "valle" se usa a menudo en lugar de "brecha". [2] [3] [7] El término específico "brecha de Fulton" recibe su nombre de Benjamin J. Fulton, cuya tesis doctoral incluía mediciones precisas de radio que confirmaron la escasez de planetas entre 1,5 y 2 radios terrestres, por la que ganó el premio Robert J. Trumpler , [10] [11] aunque la existencia de esta brecha de radio se había observado junto con sus mecanismos subyacentes ya en 2011, [8] 2012 [9] y 2013. [5]

En el modelo de fotoevaporación de Owen y Wu, la brecha de radio surge cuando los planetas con atmósferas de H/He que duplican el radio del núcleo son los más estables a la pérdida de masa atmosférica. Los planetas con atmósferas más grandes que esto son vulnerables a la erosión y sus atmósferas evolucionan hacia un tamaño que duplica el radio del núcleo. Los planetas con atmósferas más pequeñas sufren una pérdida descontrolada, lo que los deja sin una atmósfera dominada por H/He. [7]

Otras posibles explicaciones

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Boyle, Rebecca (16 de mayo de 2019). "A medida que se acumulan los descubrimientos de planetas, aparece una brecha en el patrón". Quanta Magazine . Consultado el 24 de junio de 2020 .
  2. ^ ab Van Eylen, V; Agentoft, Camilla; Lundkvist, MS; Kjeldsen, H; Owen, JE; Fulton, BJ; Petigura, E; Snellen, I (6 de julio de 2018). "Una visión asterosísmica del valle del radio: núcleos despojados, no rocosos de nacimiento". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 479 (4). Oxford University Press (OUP): 4786–4795. arXiv : 1710.05398 . doi : 10.1093/mnras/sty1783 . ISSN  0035-8711.
  3. ^ ab Armstrong, David J.; Meru, Farzana; Bayliss, Daniel; Kennedy, Grant M.; Veras, Dimitri (17 de julio de 2019). "Una brecha en la distribución de masas para Neptuno cálido y planetas terrestres". The Astrophysical Journal . 880 (1). American Astronomical Society: L1. arXiv : 1906.11865 . Bibcode :2019ApJ...880L...1A. doi : 10.3847/2041-8213/ab2ba2 . ISSN  2041-8213.
  4. ^ McDonald, George D.; Kreidberg, Laura; Lopez, Eric (2019-04-29). "El desierto subneptuniano y su dependencia del tipo estelar: controlado por la irradiación de rayos X a lo largo de la vida". The Astrophysical Journal . 876 (1). American Astronomical Society: 22. arXiv : 2105.00142 . Bibcode :2019ApJ...876...22M. doi : 10.3847/1538-4357/ab1095 . ISSN  1538-4357.
  5. ^ abcd Owen, James E.; Wu, Yanqin (12 de septiembre de 2013). " PLANETAS KEPLER : UNA HISTORIA DE EVAPORACIÓN". The Astrophysical Journal . 775 (2). IOP Publishing: 105. arXiv : 1303.3899 . Bibcode :2013ApJ...775..105O. doi :10.1088/0004-637x/775/2/105. ISSN  0004-637X.
  6. ^ abc Fulton, Benjamin J.; Petigura, Erik A.; Howard, Andrew W.; Isaacson, Howard; Marcy, Geoffrey W.; Cargile, Phillip A.; Hebb, Leslie; Weiss, Lauren M.; Johnson, John Asher; Morton, Timothy D.; Sinukoff, Evan; Crossfield, Ian JM; Hirsch, Lea A. (24 de agosto de 2017). "El sondeo California-Kepler. III. Una brecha en la distribución del radio de los planetas pequeños". The Astronomical Journal . 154 (3): 109. arXiv : 1703.10375 . Código Bibliográfico :2017AJ....154..109F. doi : 10.3847/1538-3881/aa80eb . ISSN  1538-3881.
  7. ^ abcd Owen, James E.; Wu, Yanqin (20 de septiembre de 2017). "El valle de evaporación en los planetas de Kepler". The Astrophysical Journal . 847 (1). American Astronomical Society: 29. arXiv : 1705.10810 . Bibcode :2017ApJ...847...29O. doi : 10.3847/1538-4357/aa890a . ISSN  1538-4357.
  8. ^ ab Youdin, Andrew N. (2011-11-20). "EL CENSO DE EXOPLANETAS: UN MÉTODO GENERAL APLICADO A KEPLER". The Astrophysical Journal . 742 (1): 38. arXiv : 1105.1782 . Código Bibliográfico :2011ApJ...742...38Y. doi :10.1088/0004-637X/742/1/38. ISSN  0004-637X. S2CID  118614975.
  9. ^ abc Lopez, Eric D.; Fortney, Jonathan J.; Miller, Neil (21 de noviembre de 2012). "Cómo la evolución térmica y la pérdida de masa esculpen poblaciones de supertierras y subneptunos: aplicación al sistema Kepler-11 y más allá". The Astrophysical Journal . 761 (1). IOP Publishing: 59. arXiv : 1205.0010 . Bibcode :2012ApJ...761...59L. doi : 10.1088/0004-637x/761/1/59 . ISSN  0004-637X.
  10. ^ "BJ Fulton gana el premio Robert J. Trumpler 2018 por el descubrimiento 'histórico' de un exoplaneta utilizando el Observatorio Keck". Observatorio WM Keck . 2018-09-10 . Consultado el 2018-09-11 .
  11. ^ "Graduado del IfA recibe prestigioso premio por su trabajo sobre planetas extrasolares". Noticias del sistema de la Universidad de Hawái . 15 de agosto de 2018. Consultado el 11 de septiembre de 2018 .
  12. ^ Venturini, Julia; Helled, Ravit (17 de octubre de 2017). "La formación de Mini-Neptunos". La revista astrofísica . 848 (2): 95. arXiv : 1709.04736 . Código Bib : 2017ApJ...848...95V. doi : 10.3847/1538-4357/aa8cd0 .
  13. ^ Mousis, Olivier; Deleuil, Magali; Aguichine, Artyom; Marcq, Emmanuel; Naar, José; Lorena Acuña Aguirre; Brugger, Bastien; Gonçalves, Thomas (2020). "Los planetas oceánicos irradiados unen poblaciones de supertierra y subneptuno". La revista astrofísica . 896 (2): L22. arXiv : 2002.05243 . Código Bib : 2020ApJ...896L..22M. doi : 10.3847/2041-8213/ab9530 .