Formación de planetas terrrestres en estrellas de baja masa

DUGARO, A.; BRUNINI, A.; DE ELÍA, G. C.

Porto Alegre

Taller; VIII Taller de Ciencias Planetarias; 2016

Universidade Federal do Rio Grande so Sul (UFRGS)

Estudios teóricos y observacionales sugieren que los sistemas planetarios formados solamente por planetas rocosos son los más comunes en el universo. En el presente trabajo estudiamos la potencial habitabilidad de planetas terrestres formados alrededor de estrellas tipo M. Estos sistemas son interesantes debido a quelas estrellas de tipo M son las más abundantes en el universo.Estudios teóricos previos como Raymond et al. (2006) estudiaron estrellas de baja masa. Proponen una correlación entre la masa de la estrella con la masa del disco. Es decir, estrellas menos masivas poseen discos menos masivos. Los autores descartan dichas estrellas como blancos de interés astrobiológico ya que alegan que dichos discos van a formar planetas poco masivos para sustentar las condiciones de habitabilidad. Por otro lado, Andrews et al. (2010) presentan observaciones a 16 discos protoplanetarios. En dichas observaciones se pone en evidencia que existen discos masivos en estrellas de tipo M. Esto nos motivó a objetar la hipótesis de Raymond et al. (2006), para eso se estudió la formación de planetas terrestres en discos con un 5% y 10% de la masa de su respectiva estrella. Es decir, para la estrella M0 se utilizaron discos de 0.025Msol y 0.05Msol, mientras que para la estrella M3 se utilizaron discos de 0.0145Msol y 0.029Msol. Para cada disco, se utilizó un modelo semianalítico que nos permitió determinar las distribuciones de embriones planetarios y planetesimales al final de la etapa gaseosa. Dichas distribuciones se usaron como condiciones iniciales para las simulaciones de N-cuerpos. Se realizaron 10 simulaciones por cada disco considerado.Para la estrella M0, cuatro planetas sobreviven en la zona habitable (ZH). Estos planetas tienen masas en un rango de 0.28Mt y 1.43Mt. Dos de los cuatro planetas resultantes son mundos de agua con porcentajes de 18% - 30% de su masa en agua. En regiones más externas del disco, en particular en la región de la línea de hielo,se encontraron planetas con un rango de masas entre 0.54Mt y 4.4Mt. Todos ellos constituyen mundos de agua. Para la estrella M3 se presentaron diversos sistemas planetarios, nueve sistemas conplanetas en la ZH con un rango de masas entre 0.07Mt y 0.32Mt. Tres de los nueve planetas resultantes son mundos de agua con porcentajes de 11% - 23% de su masa en agua. En regiones más externas del disco, en particular en la región cercana a la línea de hielo, se encontraron planetas con un rango de masas entre 0.17Mt y 1.72Mt. De acuerdo a lo obtenido en el presente trabajo, nosotros creemos firmemente que las estrellas M0 y M3, resultan ser blancos estelares de interés superlativo en relación a la búsqueda de exoplanetas. Nosotros sugerimos una correlación entre la masa delos discos y el número de planetas formados en la ZH. Sin embargo, esta correlación se hace evidente en nuestras simulaciones sólo para estrellas M3. Además se hizo un análisis sobre la pérdida de atmósferas primordiales debido a impactos gigantes para los planetas de la ZH formados de todas las simulaciones. Sólo dos planetas retienen el 30% de su atmósfera mientras que el resto de los planetas la pierde debido a los impactos que tuvieron durante sus evoluciones.