Kepler-90 c

¿Están Kepler-90 b y c en una resonancia de 5:4?

Kepler-90 c orbita la estrella cada 8.7198 días, y el planeta interior b lo hace aproximadamente cada 7.008 días. Mientras c da cuatro vueltas, b completa unas 4.977 vueltas, por lo que los dos períodos orbitales se acercan a la relación 5 a 4. Sin embargo, el hecho de que la proporción de los períodos sea cercana no permite confirmar que los dos planetas estén en resonancia. La resonancia se da cuando ambos planetas se influyen gravitacionalmente y mantienen repetidamente una relación de posición constante.

• Aproximadamente 8,7198 días Período orbital de c medido mediante tránsitos repetidos
• Aproximadamente 4,977 vueltas Número de vueltas que b completa mientras c da cuatro
• Aproximadamente 1,19 radios terrestres Radio de c calculado a partir de la profundidad del tránsito y el tamaño de la estrella
• Aproximadamente 236 veces la de la Tierra Energía estelar que se calcula que recibe c

Sus períodos orbitales se acercan a 5:4, pero no coinciden exactamente

El tiempo que tarda c en dar cuatro vueltas es de aproximadamente 34,88 días. Durante ese tiempo, b no da exactamente cinco vueltas, sino aproximadamente 4,977 vueltas. Las 0,023 vueltas que faltan corresponden a unos 8 grados en la órbita. Es una pequeña diferencia en una sola vez, pero si el mismo proceso se repite, la posición en la que se encuentran los dos planetas sigue cambiando. Por lo tanto, el hecho de que la proporción de los dos períodos sea 1,244, cercana a 1,25, no significa que siempre se repita la misma relación de posiciones.

Los dos planetas se colocan en la misma dirección respecto a las estrellas aproximadamente cada 35,7 días, pero esa posición se desplaza ligeramente. Se calcula que la discrepancia que surge en 5 a 4 se repite en un ciclo de aproximadamente 378 días. Observando si estos cambios aparecen en los tiempos de tránsito reales, se puede saber cuánto se influencian mutuamente los dos planetas. Sin embargo, con el valor calculado de aproximadamente 378 días, no se puede confirmar la resonancia.

El hecho de que la proporción de los períodos orbitales sea cercana a 5 a 4 es una pista que indica la posibilidad de resonancia. Para confirmar la resonancia, también se debe saber si la relación de posiciones de los dos planetas se repite dentro de un rango determinado.

Hay que comprobar si la posición relativa de los dos planetas se repite

En un estado de resonancia no solo guardan relación las vueltas: los puntos de encuentro de los dos planetas también se repiten dentro de un intervalo. Los astrónomos combinan la posición actual de ambos planetas con la dirección en la que cada órbita elíptica se acerca más a la estrella, y obtienen un ángulo de resonancia. Si ese ángulo oscila dentro de un intervalo limitado, hay evidencia de que la resonancia se mantiene. Si recorre todas las direcciones, no se considera una resonancia completa aunque los períodos sean cercanos. El cálculo requiere las masas, las excentricidades orbitales y las posiciones iniciales de ambos planetas.

La masa y la forma orbital de Kepler-90 b y c no se han medido con precisión. En 2024, el equipo de investigación calculó los movimientos de los dos planetas cambiando varios valores posibles. En algunos cálculos con órbitas casi circulares, apareció una resonancia de 5 a 4, pero en otros cálculos, el ángulo de resonancia se movía continuamente o solo permanecía dentro de un rango determinado por un corto tiempo. Cuando se asumió una órbita un poco más elíptica, la resonancia completa de 5 a 4 no se mantenía. Por lo tanto, actualmente solo se puede decir que los periodos de los dos planetas son cercanos a 5 a 4 y que podrían estar influenciados por la resonancia.

1. Repetición de tránsito Se mide el periodo orbital de b y c, respectivamente.
2. Cálculo de la razón de periodos Confirma que b completa unas 4,977 revoluciones en cuatro órbitas de c.
3. Cálculo orbital La masa, la forma orbital y la dirección se cambian para asegurar que el ángulo de resonancia se mantenga dentro de un cierto rango.
4. Observaciones adicionales Midiendo los tiempos de tránsito y el movimiento de las estrellas, se pueden obtener con mayor precisión las masas y órbitas de los dos planetas.

Conocemos el radio de c, pero no su masa ni su composición interna

El radio de c es aproximadamente 1,19 veces el de la Tierra, ligeramente menor que aproximadamente 1,31 veces el de b. Sin embargo, la cantidad de luz estelar que un planeta oculta no indica la proporción de hierro a roca ni la cantidad de atmósfera. Incluso si el tamaño es el mismo, la masa también puede diferir si los materiales internos difieren. La lista actual de unas 1,81 masas terrestres es también una estimación que aplica distribuciones de masa para varios planetas de tamaño similar, en lugar de medir directamente la gravedad de c.

Por lo tanto, basándonos únicamente en la densidad calculada con esta masa estimada, no basta con etiquetar definitivamente c como un planeta rocoso. Medir las masas reales de b y c de la misma manera permite un juicio más preciso de si los dos planetas se han movido juntos y han alcanzado sus proporciones periódicas actuales, y con qué intensidad afectan a las órbitas del otro.

La intensa luz estelar no basta para conocer las condiciones reales de la superficie

El planeta c está a aproximadamente 0,089 UA de su estrella, unos 13,3 millones de km. La energía que recibe c se calcula como unas 236 veces la que la Tierra recibe del Sol. La temperatura, suponiendo de manera simple el grado de reflexión de la luz estelar y el movimiento del calor, es aproximadamente 987 K, unos 714 grados Celsius. Es evidente que es un planeta que recibe un calor muy intenso, pero esta temperatura no es una medida tomada en la superficie real.

Si tiene atmósfera, podría trasladar el calor del lado iluminado al lado oscuro o atrapar la energía de cierta luz. Nubes o superficies brillantes pueden reflejar más luz entrante. Con los datos actuales del tránsito, no se puede saber nada sobre la atmósfera, la superficie o la composición interna de c. Conocer con precisión la proporción de su período orbital y conocer el entorno del planeta son cosas distintas.

El planeta que se ve en la página no es una foto de observación, sino una ilustración para ayudar a la comprensión. El período orbital de 8,7198 días y un radio de aproximadamente 1,19 veces el de la Tierra se basan en observaciones de tránsito. Una masa de aproximadamente 1,81 veces la de la Tierra es un valor estimado en comparación con otros planetas, y unos 714 grados Celsius son un valor calculado bajo condiciones simplificadas. La resonancia de 5 a 4 aún no se ha confirmado.

Fuentes

• NASA Exoplanet Archive — Kepler-90 c Parameters and Mass Provenance
• Astronomy & Astrophysics — The Planetary System to KIC 11442793
• Monthly Notices of the Royal Astronomical Society — Analysing the Dynamics of the Kepler-90 Planetary System
• The Astronomical Journal — Dynamics of Tightly Packed Planetary Systems
• The Astrophysical Journal — Probabilistic Mass–Radius Relation
• NASA Science — Kepler Transit Method
• NASA Exoplanet Archive — Kepler Data Products Overview