Un
grupo de astrónomos, liderados por miembros de Caltech, estiman que hay
al menos 100 000 millones de planetas poblando la galaxia.
Si miras al cielo nocturno, verás estrellas, está claro. Pero también verás planetas – miles de millones de ellos. Como poco.
Esta
es la conclusión de un nuevo estudio realizado por astrónomos del
Instituto Tecnológico de California (Caltech), que proporciona aún más
pruebas de que los sistemas planetarios son la norma cósmica. El equipo
realizó su estimación mientras analizaba los planetas que orbitan una
estrella conocida como Kepler-32—planetas que son representativos,
dicen, de la gran mayoría de planetas en la galaxia y, por tanto, sirven
como perfecto caso de estudio para comprender cómo se forman los
planetas.
Tamaños de exoplanetas Crédito: LPI
“Hay,
al menos, 100 000 millones de planetas en la galaxia – solo en nuestra
galaxia”, dice John Johnson, profesor asistente de astronomía planetaria
en Caltech, y coautor del estudio que fue recientemente aceptado para
su publicación en la revista Astrophysical Journal. “Es alucinante”
“Es
un número increíble, si piensas en ello”, añade Jonathan Swift,
posdoctorado en Caltech y autor principal del artículo. “Básicamente,
hay uno de estos planetas por cada estrella”.
El
sistema planetario en cuestión, que se detectó gracias al telescopio
espacial Kepler, contiene cinco planetas. La existencia de dos de estos
planetas ya había sido confirmada por otros astrónomos. El equipo de
Caltech confirmó los otros tres, y luego analizaron el sistema de cinco
planetas y lo compararon con otros sistemas hallados por la misión
Kepler.
Los
planetas orbitan a una estrella que es una enana M – el mismo tipo que
tres cuartas partes de las estrellas de la Vía Láctea. Los cinco
planetas, que tienen un tamaño similar a la Tierra, y orbitan cerca de
su estrella, son también típicos de la clase de planetas que ha
descubierto el telescopio orbitando otras estrellas enanas M, dice
Swift. Por tanto, la gran mayoría de planetas en la galaxia,
probablemente tienen características comparables a las de esos cinco
planetas.
Aunque
este sistema en particular puede que no sea único, lo que lo hace
especial es su orientación: las órbitas de los planetas están en un
plano que se sitúa de forma que la visión de Kepler del mismo es de
lado. Debido a esta rara orientación, cada planeta bloquea la luz
estelar de Kepler-32 cuando pasa entre la estrella y el telescopio
Kepler.
Analizando
los cambios en el brillo de la estrella, los astrónomos fueron capaces
de determinar las características de los planetas, tales como su tamaño y
periodo orbital. Esta orientación, por tanto, proporciona una
oportunidad de estudiar el sistema en gran detalle – y debido a que los
planetas representan a una gran parte de los planetas que se cree que
pueblan la galaxia, el equipo dice que el sistema también puede ayudar a
los astrónomos a comprender mejor la formación planetaria en general.
“Normalmente trato de no llamar a nada
‘piedras de Rosetta’, pero esto está lo más cerca de una piedra de
Rosetta que ninguna otra cosa que haya visto antes”, comenta Johnson.
“Es como desvelar un lenguaje que estábamos tratando de comprender – el
lenguaje de la formación planetaria”.
Una de las cuestiones fundamentales
respecto al origen de los planetas, es cuántos hay. Como el grupo de
Caltech, y otros grupos de astrónomos, han estimado, hay aproximadamente
un planeta por estrella, pero esta es la primera vez que han realizado
tal estimación basándose en el estudio de sistemas de enanas M, la
población de planetas más numerosa conocida.
Para
realizar los cálculos, el equipo de Caltech determinó la probabilidad
de que un sistema de enana M tuviese la orientación de lado de
Kepler-32. Combinando esta probabilidad con el número de sistemas
planetarios que Kepler puede detectar, los astrónomos calcularon que
hay, en promedio, un planeta por cada una de las aproximadamente 100 000
millones de estrellas en la galaxia. Pero su análisis solo considera
planetas que están en órbitas cercanas a enanas M – no planetas
exteriores de un sistema de enana M, o aquellos que orbitan otros tipos
de estrella. Como resultado, dicen, su estimación es conservadora. De
hecho, comenta Swift, una estimación más precisa que incluya datos de
otros análisis podría llevar a una media de dos planetas por estrella.
Los
sistemas de enana M como Kepler-32 son bastante diferentes de nuestro
propio sistema solar. Por una parte, las enanas M son más frías y mucho
más pequeñas que el Sol. Kepler-32, por ejemplo, tiene la mitad de la
masa del Sol y la mitad de su radio. Los radios de los cinco planetas
varían desde los 0,8 a los 2,7 radios terrestres, y esos planetas
orbitan muy cerca de su estrella. Todo el sistema entra dentro de una
décima parte de una unidad astronómica (la distancia promedio entre la
Tierra y el Sol) – una distancia que es aproximadamente un tercio del
radio de la órbita de Mercurio alrededor del Sol. El hecho de que los
sistemas de enanas M superen ampliamente en número a otros tipos de
sistemas, conlleva una profunda implicación, de acuerdo con Johnson, que
es que nuestro sistema solar es extremadamente raro. “Es una rareza”,
comenta.
El
hecho de que los planetas en los sistemas de enanas M estén tan cerca de
las estrellas no implica necesariamente que sean mundos infernales y
abrasados, no aptos para la vida, dicen los astrónomos. Es más, debido a
que las enanas M son tan pequeñas y frías, su zona templada – también
conocida como “zona habitable”, la región donde podría haber agua
líquida – también está más hacia el interior. Incluso aunque el más
exterior de los cinco planetas de Kepler-32 está en la zona templada,
muchos otros sistemas de enanas M tienen más planetas que se sitúan en
dicha zona.
En
lo que respecta a cómo se formó Kepler-32, nadie lo sabe, pero el equipo
dice que sus análisis imponen restricciones sobre los posibles
mecanismos. Por ejemplo, los resultados sugieren que los planetas se
formaron más lejos de la estrella de lo que están ahora, y luego
migraron hacia dentro con el paso del tiempo.
Como
todos los planetas, los que están alrededor de Kepler-32 se formaron a
partir de un disco protoplanetario – un disco de polvo y gas que se
acumuló para formar planetas alrededor de la estrella. Los astrónomos
estimaron que la masa del disco dentro de la región de los cinco
planetas era de hasta tres veces la de Júpiter, pero otros estudios de
discos protoplanetarios han demostrado que no se pueden compactar tres
masas de Júpiter en un área minúscula tan cerca de la estrella, lo que
sugiere al equipo de Caltech que los planetas alrededor de Kepler-32,
inicialmente, se formaron más lejos.
Otra
línea de pruebas se relaciona con el hecho de que las enanas M brillan
más y están más calientes cuando son jóvenes, cuando los planetas se
estarían formando. Kepler-32 habría estado demasiado caliente para que
siquiera existiera polvo – un ingrediente clave para la formación
planetaria — tan cerca de la estrella. Anteriormente, otros astrónomos
habían determinado que los planetas tercero y cuarto desde la estrella
no son muy densos, lo que significa que, probablemente, estén hechos de
compuestos volátiles como el dióxido de carbono, metano, u otros gases y
hielos, dice el equipo de Caltech. Sin embargo, estos compuestos
volátiles no podrían haber existido en zonas más calientes, cerca de la
estrella.
Por
último, los astrónomos de Caltech descubrieron que tres de los planetas
tienen órbitas que se relacionan entre sí de una forma muy específica.
El periodo orbital de un planeta es el doble de otro, y el del tercer
planeta es el triple que el del último. Los planetas no terminan en este
tipo de ordenación inmediatamente tras su formación, señala Johnson. En
lugar de esto, los planetas deben haber empezado con órbitas más
alejadas de la estrella, antes de moverse hacia dentro con el paso del
tiempo y establecerse en la configuración actual.
“Observas
en detalle la arquitectura de este sistema planetario tan especial, y
te ves forzado a decir que estos planetas se formaron más lejos y
migraron al interior”, explica Johnson.
Las
implicaciones de una gran cantidad de planetas en la galaxia son de gran
alcance, dicen los investigadores. “Es algo realmente básico desde un
punto de vista de sus orígenes”, dice Swift, que señala que debido a que
la enana M brilla principalmente en luz infrarroja, las estrellas son
invisibles a simple vista. “Kepler nos ha permitido observar el cielo y
saber que hay más planetas ahí fuera que estrellas podemos ver”
Fuente: Ciencia Kanija - Caltech
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