Kepler-90 e

¿Están Kepler-90 d, e y f en resonancia?

Los períodos orbitales de Kepler-90 d, e y f son aproximadamente 59,74 días, 91,94 días y 124,91 días, respectivamente. Si se ajusta el período del más interno d a 2, la proporción de los tres períodos sería de aproximadamente 2:3,078:4,182, acercándose a 2:3:4. Sin embargo, no se puede afirmar que los tres planetas estén en resonancia solo a partir de la proporción de los períodos. Un estudio de 2024 mostró que los ángulos que representan la relación de posición de los tres planetas no permanecieron en un rango constante, y tampoco hubo evidencia de que los tres planetas estén conectados por una única resonancia.

• Aproximadamente 91,94 días Período orbital de e medido mediante tránsitos repetidos
• 2 : 3.078 : 4.182 Proporción real de d·e·f ajustando el período de d a 2
• Aproximadamente 2,66 veces la Tierra Radio de e calculado a partir de la profundidad del tránsito y el tamaño de la estrella
• Aproximadamente 10 veces la Tierra Energía de la estrella recibida por e según el cálculo

¿Cuánto se alejan sus períodos orbitales de la proporción 2:3:4?

Si los períodos son exactamente 2, 3 y 4, mientras d da seis vueltas, e da cuatro vueltas y f da tres vueltas. En la realidad, la relación de los períodos entre d y e es aproximadamente 1.539, un poco mayor que el 1.5 exacto, y la relación entre e y f es aproximadamente 1.359, un poco mayor que el 1.333 exacto. Debido a esta pequeña diferencia, el momento en que los tres planetas se encuentran en la misma relación de posición cambia ligeramente.

Si se calcula el tiempo que tarda en repetirse este cambio de posición usando solo los períodos orbitales actuales, es aproximadamente de 23 años. Esto es mucho más largo que los aproximadamente 4 años durante los cuales Kepler observó esta estrella. Por lo tanto, incluso si se conocen exactamente los períodos orbitales de los tres planetas, no es fácil confirmar inmediatamente a partir de los datos de observación si la relación de posiciones se repite dentro de un rango constante o si continúa cambiando.

Los períodos orbitales cercanos a 2, 3 y 4 son una pista que indica la posibilidad de resonancia. Para confirmar la resonancia, también es necesario saber si la relación de posiciones de los tres planetas se repite dentro de un rango constante.

¿Cómo se puede confirmar la resonancia entre los tres planetas?

Los astrónomos combinan las posiciones de d·e·f en proporciones definidas para representarlas como un solo ángulo, llamado ángulo de Laplace. Si los tres planetas están en un estado de resonancia gravitacional, este ángulo no pasa por todas las direcciones, sino que oscila hacia adelante y hacia atrás dentro de un rango determinado. Por el contrario, si varía continuamente de 0 a 360 grados, incluso si los períodos orbitales son cercanos, no se considera una resonancia de Laplace completa.

En el estudio de descubrimiento de 2014, se observó la relación de períodos de d·e·f y se propuso la posibilidad de resonancia de los tres planetas. Posteriormente, el equipo de investigación introdujo varias masas, formas orbitales y posiciones iniciales para calcular cómo variaría el ángulo de Laplace con el tiempo. En el estudio de 2024, este ángulo no se mantuvo dentro de un rango constante y siguió cambiando, y tampoco se confirmó la resonancia 2 a 1 entre d y f. Por lo tanto, actualmente solo se puede decir que los períodos de los tres planetas son aproximadamente 2 a 3 a 4.

1. Medición de períodos A partir de los tránsitos repetidos de los tres planetas, se obtuvieron 59,74 días, 91,94 días y 124,91 días.
2. Comparación de proporciones enteras Se analiza cuán cerca está 2 a 3,078 a 4,182 de 2 a 3 a 4.
3. Cálculo de relaciones de posiciones Se introduce la masa, la forma de la órbita y la posición inicial para rastrear los cambios del ángulo de Laplace.
4. Juicio Se determina si existe resonancia dependiendo de si el ángulo permanece dentro de un rango constante o cambia en todas las direcciones.

¿Qué revelan las proporciones parecidas sobre la formación de los planetas?

Los planetas se pueden agrupar cerca de razones de periodo simples mientras se desplazan a través de gas y polvo alrededor de una estrella. Si el gas y el polvo desaparecen o los planetas intercambian energía entre sí, pueden quedar razones de periodo ligeramente alejadas de la resonancia. También es posible que se hayan formado con proporciones similares por casualidad desde el principio. Con sólo los periodos actuales, no se puede saber qué procesos ocurrieron realmente.

e está entre d y f, por lo que recibe la influencia gravitacional de ambos planetas. Para calcularla con precisión, se deben conocer la masa real y la forma orbital de los tres planetas. Las masas actuales de d, e y f son estimaciones basadas en estadísticas de otros planetas de tamaño similar, no mediciones directas de su gravedad.

¿Permite el período orbital conocer el ambiente de Kepler-90 e?

El radio de e es aproximadamente 2,66 veces el de la Tierra. La masa aproximada de 7,56 masas terrestres en la lista no es un valor medido directamente, sino estimado a partir de estadísticas de otros planetas de tamaño similar. Con estos dos números solamente no se puede conocer cuánto núcleo rocoso, sustancias que se evaporan fácilmente como el agua, o atmósfera de hidrógeno y helio tiene cada uno. Incluso un planeta del mismo tamaño puede tener una masa real diferente si los materiales internos son distintos.

e se encuentra a aproximadamente 0,42 UA de su estrella, unos 62,8 millones de km, y recibe alrededor de 10 veces la energía que la Tierra recibe del Sol. La temperatura calculada, suponiendo de manera simple la reflexión de la luz estelar y el transporte de calor, es de aproximadamente 450 K, alrededor de 177 grados Celsius. Este valor no es la temperatura medida realmente en la atmósfera o superficie. Para conocer las estaciones se deben saber la inclinación del eje de rotación, la forma de la órbita y el transporte de calor de la atmósfera, pero en e aún no se ha medido.

El planeta que se ve en la página no es una foto de observación, sino una ilustración para ayudar a comprender. El período y el radio de e se basan en observaciones de tránsito, pero la masa y la temperatura de aproximadamente 177 grados Celsius provienen respectivamente de estadísticas de otros planetas y cálculos simples de calor. La resonancia completa de 3 planetas d·e·f no ha sido confirmada.

¿Qué más hay que observar para determinar si existe resonancia?

Para juzgar con mayor precisión si los tres planetas están en resonancia, es necesario observar un nuevo tránsito que difiera significativamente en el tiempo de las observaciones de Kepler y verificar cuán distinto es del momento previsto. También se puede analizar conjuntamente el grado en que los tres planetas se atraen entre sí y alteran el tiempo del tránsito, o medir la velocidad a la que se mueve la estrella debido a la gravedad de los planetas para obtener un valor cercano a la masa real. Con esa masa e información orbital, se debe recalcular el ángulo de Laplace para poder determinar si e conecta la resonancia entre d y f.

Fuentes

• NASA Exoplanet Archive — Kepler-90 e 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