Estamos sós no universo?

2002/11/16 Kortabarria Olabarria, Beñardo - Elhuyar Zientzia

• Astrofisika
• Astronomia

A miúdo preguntouse polo home. En balde, fóra da Terra nunca se atoparon restos de vida. E está a buscar. Os telescopios máis potentes na Terra e na órbita da Terra exploran os lugares máis afastados. O obxectivo agora é exoplanetas, é dicir, planetas fose do Sistema Solar. Xa se atoparon 100 e cun universo tan amplo atoparanse moito máis. Hai alguén máis? Aínda é demasiado pronto paira responder.

A noticia do último planeta, máis aló do Sistema Solar, chega co outono. Segundo os datos dispoñibles, este planeta é de tamaño similar ao de Júpiter. Cada catro anos vira ao redor da estrela Tau 1 Gruis. Está a 100 anos luz da Terra e a case 500.000.000 de quilómetros da súa estrela.

As noticias sobre o último exoplaneta chegaron co vento sur do outono, a pesar do interese que xa se mostrou neste tema. E é que na historia da humanidade non foron poucos os físicos e científicos que quixeron saber si estamos sós ou non no universo. Pasaron 2000 anos desde que viviu o filósofo Epicuro. El deixou escrita a súa hipótese: "no universo hai moitos mundos como o noso, con civilizacións similares". Pasaron dous milenios paira atopar os primeiros exoplanetas, pero polo momento non se parecen moito aos nosos.

A procura sistemática de exoplanetas comezou en 1988 en dúas universidades estadounidenses, pero o descubrimento é de hai poucos anos. O primeiro exoplaneta foi descuberto polos franceses Michel Maior e Didier Queloz en 1995 no observatorio de Haute-Provence en Francia. 51 Chamouse Pegas. Aínda que atoparon o planeta, aínda non se puido ver nin el nin ningún outro exoplaneta. Tras ter en conta algúns datos e medicións, concluíuse que existía exoplaneta.

Até hai pouco os científicos non tiveron nin técnica nin ferramentas adecuadas paira atopar exoplanetas. Cando puxeron en órbita o telescopio espacial Hubble, empezaron a observar as zonas nas que se forman as estrelas. Como resultado destas observacións, en 1990 anunciouse o descubrimento de planetas virando ao redor das pulseiras. Pulsárelos son estrelas compactas que viran rapidamente e emiten radiación electromagnética ao virar. Se a dirección do eixo de xiro das estrelas é correcta, esta radiación tamén pode ser detectada desde a Terra. Neste caso a predición foi errónea porque os datos non se tomaron correctamente. Con todo, os planetas que viran ao redor das pulseiras apareceron posteriormente.

Aínda que só se atoparon 100 exoplanetas, é evidente que moitas das estrelas teñen planetas ao seu ao redor. Aínda non se sabe demasiado destes planetas, xa que converte as luces das estrelas en case invisibles. A maioría son similares a Júpiter, pero isto pode deberse en gran medida ao método de procura, xa que é máis fácil atopar planetas con maior masa. As observacións que se realizaron ao redor dos exoplanetas determinan relativamente claramente as órbitas destes planetas, e o máis sorprendente é a gran excentricidade.

A excentricidade da maioría dos planetas do Sistema Solar é moi baixa, é dicir, a súa órbita é case dúas rIbilos. Con todo, a maioría dos exoplanetas teñen órbitas moito máis elípticas. Segundo os datos dispoñibles na actualidade, non se pode dicir que hai máis ou menos exoplanetas que nunha zona do firmamento. É máis, se se fai un mapa de situación dos exoplanetas atopados, obsérvase que están dispersos polo espazo sen ningunha orde, sempre ao redor dalgunha estrela. Tendo en conta estes datos, dificilmente pódese dicir algo sobre o número de exoplanetas, xa que a pesar de que se utilizou a ferramenta máis recente, só se atoparon os máis grandes exoplanetas. Isto non significa que non haxa planetas máis pequenos.

Como se forman os sistemas planetarios?

O descubrimento de exoplanetas abriu novos datos e vías paira os científicos que investigan como se forman os sistemas planetarios. Segundo a teoría máis estendida sobre este tema, una vez contraída a néboa que forma a estrela principal, fórmase un disco protoplanetario que producirá a condensación dos protoplanetas. Estes protoplanetas recollen aos poucos o material ata que, anos despois, fórmanse os planetas.

O primeiro disco protoplanetario foi descuberto en 1983, ao redor da estrela Beta Pictoris e a unha distancia de 61,5 anos luz. Desde entón, o traballo do telescopio espacial Hubble permitiu identificar máis discos ao redor das estrelas. Ao tratarse dun fenómeno relativamente novo, considerábase que este tipo de discos eran relativamente escasos. Con todo, a realidade é diferente, atopáronse bastantes discos virando ao redor das novas estrelas. Até entón non se vía porque fose pouco, senón porque non dispuña dos equipos adecuados paira realizar as observacións. De feito, o Telescopio Espacial Hubble é a principal ferramenta que está a descubrir os discos protoplanarios. Paira iso, observa os lugares onde nacen as estrelas, as nebulosas.

Segundo as teorías actuais, non se poden formar planetas xigantes preto das estrelas. Con todo, moitos dos planetas que se atoparon teñen a mesma masa que Júpiter, que son xigantes, e están moito máis preto da estrela que o que din a maioría das teorías. A única explicación desta contradición é que estes planetas gaseosos formáronse moito máis lonxe da estrela e aos poucos desprazáronse cara ao interior do sistema, a estrela. Isto púidose comprobar con algúns cometas.

Aínda que o primeiro disco protoplanetario foi descuberto en 1983, o primeiro sistema planetario fóra do Sistema Solar identificouse en 1998. Para entón os científicos xa sabían que había un planeta ao redor da estrela Upsilon Andromedae. Os datos do movemento deste planeta facían pensar que podía haber máis planetas ao redor. En 1998 os científicos comprobaron que ao redor da estrela Upsilon Andromedae había tres planetas. Dous destes tres planetas atópanse relativamente preto da estrela e o terceiro máis lonxe.

Outros astros relacionados cos exoplanetas son ananos marróns. Son estrelas, pero pola súa pequena masa non son capaces de desenvolver reaccións nucleares internas, mentres que as estrelas típicas si. Entón, que diferenza teñen os planetas e os ananos marróns? Na base está en proceso de formación da zona. As estrelas ananas marróns fórmanse como consecuencia da condensación das nubes de gas, mentres que os planetas son consecuencia do disco que queda tras a formación da estrela. A primeira estrela anana marrón foi descuberta en 1995 polos científicos do observatorio do Teide. Por suposto, desde entón puidéronse atopar máis estrelas ananas marróns e velas con telescopios infravermellos, pero pola contra non é visible, xa que teñen moita máis luminosidade que os planetas. Por tanto, as estrelas ananas marróns son pontes entre as estrelas e os planetas, xa que indican que poden formarse astros deste tamaño.

Como se detectan os exoplanetas?

Dentro das estrelas prodúcense reaccións nucleares, por iso teñen luz propia, mentres que os planetas apenas emiten radiación propia. Por iso, paira poder ver os planetas é necesario que se produza na estrela e que se reciba a luz reflectida nos planetas. Con todo, as estrelas brillan moito e moitas veces ese brillo cobre o reflexo das luces dos planetas que viran ao redor. O Sol, á vista, é un billón de veces máis claro que calquera planeta. Pero si mírase esa mesma luz con telescopios infravermellos, envía un millón de veces menos enerxía. Por tanto, se se quere realizar una observación directa, o lóxico é utilizar telescopios infravermellos.

Con todo, aínda non se puido ver directamente o exoplaneta, polo que os primeiros ensaios realizáronse en base a outros datos. Os maiores e mellores telescopios están en construción, polo que se espera que no futuro os planetas poidan verse en directo. Entón, con outras técnicas, poderase coñecer cales son as principais características da atmosfera e cales son os compoñentes do chan dos planetas. Agora utilízanse astrometrías, sistemas baseados no efecto Doppler, tránsito de planetas, observacións directas e irregularidades nos períodos das pulseiras.

Uno dos sistemas de procura de exoplanetas baséase nas perturbacións que estes planetas provocan na estrela principal. A posición das estrelas no ceo é bastante fixa, pero incompleta. As estrelas teñen un movemento propio, un movemento medible. Segundo a lei gravitatoria de Newton, calquera cousa que teña masa produce una certa forza de atracción sobre as demais cousas. Por iso, o máis xusto é pensar que os exoplanetas tentarán atraer á estrela principal. Por tanto, si nas estrelas identifícanse movementos de oscilación, isto significa que hai algo que vira ao redor. Con todo, o seu uso require dunha gran cantidade e precisión de medicións. As observacións baseadas no efecto Doppler son máis fiables. Nestas observacións tamén se mide o movemento, os cambios na frecuencia das ondas do movemento. Coas medicións dos cambios de movemento faise o mesmo.

Tamén é posible detectar exoplanetas coidando o paso dos planetas. Coas ferramentas e técnicas actuais non se poden ver os exoplanetas, entre outras cousas porque os exoplanetas emiten moi pouca luz. Con todo, si en rotación o planeta pasa por diante da estrela principal, o brillo desta será menor, polo que se notará. Este efecto só é perceptible se o planeta pasa entre a Terra e a estrela cando a inclinación da órbita é de 90 graos desde a Terra. Se os cambios no brillo da estrela son consecuencia do paso dos planetas, estes deben ser cíclicos, dependendo do período de translación do planeta.

Ademais destas observacións indirectas, tamén se están realizando observacións directas paira atopar exoplanetas. Por esta vía aínda non se obtiveron resultados, pero aparecerán algún día. Os telescopios son cada vez máis grandes, con maior capacidade de detección de luz. Con todo, a grandeza ten límites, xa que se os espellos son demasiado grandes as estruturas non soportan correctamente o peso e as observacións non son precisas. Debido ás limitacións na magnitude, están a desenvolverse sistemas de colaboración entre telescopios, pero aínda hai algún problema de coordinación.

Tamén está a facer o camiño dos telescopios espaciais, aínda que é moi caro. E por último, queda a posibilidade de realizar potentes telescopios infravermellos. A medida que se avanza en todas estas vías, e coa utilización conxunta das técnicas mencionadas, as posibilidades de observación visual dos exoplanetas aumentarán considerablemente.

Publicado no apartado D2 de Deia.