Sistemas planetarios extrasolares

1999/06/01 Arregi Bengoa, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

PLATAFORMA

Aínda que até a época do Renacemento prevaleceu a visión geocéntrica do universo que defendía Aristóteles, Epicuro, contemporáneo de Aristóteles, pensaba que o universo podía ser infinito, como o número de mundos semellantes á Terra que podía estar alí. Pois ben, o problema dos planetas fose do sistema solar non é dos últimos anos. Con todo, pódese dicir que nos últimos anos o tema púxose de moda, xunto co da vida fóra da Terra.

Desde que en outubro de 1995 anunciásese o descubrimento do primeiro planeta fose do Sistema Solar, déronse grandes avances neste campo. Una das razóns da moda do tema é probablemente a destes avances, e a destes últimos é que a tecnoloxía actual permite realizar observacións e medicións en resolución suficiente.

Xa se coñecen 20 planetas fose do Sistema Solar, ao redor de 18 estrelas diferentes. Até hai pouco eran 18, cada una delas ao redor de una estrela diferente (ver táboa 1), pero como se acaba de sinalar, ao redor da estrela Upsilon Andromedae (Ups And) hai outros dous planetas máis aló do que se coñecía anteriormente. A noticia cobra especial importancia porque a partir de agora poderemos falar en sentido estrito dos sistemas planetarios externos aos nosos.

Ante os achados que poden ter consecuencias especiais, os científicos miden moi ben os pasos e en breve escóitanse voces que non coinciden cos resultados da investigación. Nesta ocasión pódese dicir que os científicos tomaron moi ben o descubrimento. Por unha banda, porque a técnica utilizada é coñecida e contrastada; por outro, porque os resultados preséntanse coa garantía de que foron obtidos por dous grupos de investigadores diferentes e independentes.

Esta presentación tivo lugar nunha rolda de prensa ofrecida o 15 de abril, na que estaban representados ambos os grupos de investigadores, uns da Universidade de San Francisco e outros do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e do National Center for Atmospheric Research. Ademais, G da universidade de Berkeley. A simulación do sistema planetario por computador realizada por Laughlin suxire que é estable.

Con todo, aínda non coñecemos ben o novo sistema planetario. Imos analizar os datos máis significativos. Como xa se mencionou anteriormente, a estrela é Upsilon Andromedae, que como o seu nome indica atópase na constelación de Andrómeda. Por tanto, poderémola ver a partir do próximo mes de xuño (non é necesario ningún apoio óptico paira poder vela xa que é una estrela de magnitude 4.1). Atópase a uns 44 anos luz da Terra e é similar ao Sol, aínda que a súa masa e tamaño son algo maiores. A súa luminosidade absoluta é o triplo que a do Sol. É máis novo que a nosa estrela, con 2.600 millóns de anos de idade (algo máis da metade do Sol).

Os datos dos planetas que viran ao redor (Ups-And b, Ups-And c e Ups-And d) móstranse na táboa 2. Nel pódese observar que os planetas son similares en masa e tamaño aos de Júpiter. As órbitas son moito máis pequenas. Na figura 1 pódense ver comparadas cos planetas interiores do Sistema Solar.

Os datos mencionados nos dous parágrafos anteriores suxiren algúns comentarios. Dixemos que a estrela Ups And é parecida ao Sol e outro tanto pode dicirse doutras da táboa 1. Isto non é un dato representativo, senón o resultado dunha selección de estrelas realizada previamente por astrónomos. O descubrimento dos sistemas planetarios require una longa observación sistemática da estrela, xeralmente anual. Por tanto, antes de acometer este traballo, os equipos de investigación realizan una coidada selección de estrelas, elaborando una lista de cen ou poucos centos. As estrelas parecidas ao Sol teñen una característica de estudo: O Sol ten ao seu ao redor una serie de planetas, e é de supor que poden ter outras estrelas similares.

O segundo comentario refírese ás dimensións dos planetas atopados. Os instrumentos de observación e medición actuais e as técnicas de análises de datos non permiten detectar planetas máis pequenos, salvo casos excepcionais. Por suposto, isto non significa que ao redor dos Ups And non haxa un planeta de tamaño similar á Terra. Con todo, si houbéseas, as súas órbitas serían maiores que as do tres planetas xigantes que se coñecen, xa que aínda que xurdisen nas súas contornas, os efectos da súa gravidade serían arroxados ao exterior. Por tanto, estarían demasiado lonxe da estrela, nunha rexión demasiado fría, paira ter a esperanza de crear vida alí. Continuando co campo especulativo da vida fóra da Terra, non hai que descartar outra alternativa; do mesmo xeito que Júpiter e Saturno teñen satélites con certa similitude coa Terra, tamén os do sistema Ups-And. Pode haber algunha destas situacións nunha rexión menos favorable.

Nos próximos anos avanzarase notablemente na detección de planetas "pequenos" cando se poñan en marcha novos telescopios en construción na Terra, como o catro do Cerro Paranal de 8,2 metros, ou en órbita (Space Interferometry Mission, proxecto da NASA paira 2005). A mellora dos equipos, con todo, non permitirá ver os planetas porque a intensidade da luz que reflicten é demasiado débil. As técnicas de detección son transversais. A clave do máis produtivo, que está na base do descubrimento de todos os planetas da Táboa 1, é o efecto Doppler.

Por distancia vemos ás estrelas fixas no ceo, pero esta forma de quietud oculta velocidades moi elevadas. Si tomamos como exemplo o Sol, debemos ter en conta que percorre 250 km por segundo. Cando un planeta móvese ao redor da estrela, debido á atracción gravitatoria desta última, a estrela non terá un percorrido directo, senón una especie de espiral. Esta fluctuación do movemento que veriamos desde a Terra en forma de tremor ou tremor é moi indetectable cando a distancia é de decenas de anos luz. Por exemplo, o observador que vería o Sol a unha distancia de 30 anos luz, veríao facendo un círculo dun terzo de diámetro do millón de grao. Non é necesario dicir que non se pode medir directamente este cambio de posición. Pola contra, si analizamos a luz que recibimos da estrela, este tremor pódese calcular medindo o efecto Doppler.

Os planetas que viran ao redor da estrela Upsilon Andromedae (Ups-And b, Ups-And c e Ups-And d) son similares en masa e tamaño aos de Júpiter. (NASA).

O efecto Doppler é un fenómeno que se manifesta en movementos ondulatorios. Todos nos demos conta algunha vez de que o tren, ou outro vehículo, cando nos achegamos co txistu, o ton do son é máis agudo que cando escoitamos cando o tren afástase de nós. O efecto Doppler é o responsable deste cambio de ton. No caso da luz o cambio prodúcese en cor. A estrela, polo temor do planeta, cando vai facendo un percorrido circular, una metade da circunferencia achégase a nós, e entón veremos a luz que recibimos del un pouco máis azul. Pola contra, cando circule pola outra circunferencia afastarase de nós e a luz que recibamos será máis avermellada. Estas pequenas diferenzas permiten predicir a existencia ou non do planeta e calcular a súa masa e a súa órbita.

O descubrimento do novo sistema planetario puxo en marcha a investigadores teóricos. E é que, segundo os modelos explicativos da creación dos sistemas planetarios, os planetas gaseosos en forma de Júpiter ou Saturno deben formarse a unha distancia relativamente grande da gasosa (polo menos catro veces a distancia entre o Sol e a Terra, é dicir, a 4 unidades astronómicas). A esta distancia a temperatura é relativamente baixa para que os núcleos de xeo empecen a condensarse e aos poucos váiase formando o planeta. No sistema Ups And os tres planetas atópanse dentro do límite mencionado. Naceron alí? Como? Quizais xurdiron máis ao exterior, pero máis tarde, debido á influencia da gravidade entre eles, cambiarían de órbita e achegaríanse á estrela. Todas as alternativas deberán ser analizadas con rigor.

A situación actual deste problema dos planetas fóra da Terra non sería completa si pensamos que os que temos na Táboa 1 son todo o que se atopou. A diferenza entre un planeta xigante e una estrela pequena (una estrela anana marrón) non é moi clara. Normalmente, se a masa do astro é igual ou superior a 13 veces a de Júpiter, asúmese que se pode queimar o deuterio, polo que os planetas xa non serían máis que nanos marróns. Segundo este criterio atopáronse 11 ananos marróns ao redor doutras tantas estrelas. E dous planetas, ao redor do pulsar bana. Por outra banda, coñécense dúas estrelas cun disco de materia á súa ao redor, onde os planetas estarían a formar. Por último, hai 13 casos máis que están en dúbida ou sen confirmar totalmente. Como se pode observar, estamos a falar dun campo de investigación moi vivo e non hai dúbida de que nos próximos anos haberá moitas noticias destacadas.