Otros Sistemas Solares

¿Hay planetas orbitando otras estrellas mas allá de nuestro sistema solar? No estamos seguros, pero con los recientes descubrimientos acerca de 51 Pegasi, 70 Virginis y 47 Ursae Majoris el peso de la evidencia es ahora tan fuerte que solo un "abogado del diablo" negaría las conclusiones. Aquí está algo de lo que se sabe (está algo incompleto; para mas información, véase las referencias al final):

Hechos

  • Se han encontrado tres cuerpos pequeños en órbita alrededor del pulsar PSR 1257+12. Han sido nombrados "PSR1257+12 A, ..B, y ..C". Uno es de aproximádamente el tamaño de la Luna, los otros dos tienen cada uno de 2 a 3 veces la masa de la Tierra.

    • Fueron descubiertos midiendo las variaciones en la velocidad de pulsación del pulsar, que pueden ser interpretadas como efectos gravitacionales de tres pequeños planetas. La observación original ha sido confirmada, pero, por supuesto, no se han tomado imágenes directas -- esto está mas allá de las capacidades de nuestros mejores telescopios.

    Se cree que estos planetas se han formado despues de la explosión de supernova que produjo el pulsar. Los planetas actuales hubiesen estado dentro de la envoltura de la estrella progenitora y por eso no hubiesen tenido muchas posibilidades de sobrevivir a la explosión de supernova y no hubiesen permanecido en órbitas circulares tras la explosión.

    Varias décadas de datos temporales del pulsar PSR 0329+54 (PKS B0329+54) por Tatiana Shabanova (Instituto de Física de Lebedev) muestran evidencias de un planeta con un periodo de 16.9 años y masa >= 2 masas terrestres.

    Pero, mientras que las evidencias en estos casos son muy buenas, no son realmente lo que se está buscando cuando se habla acerca de 'systemas solares'.

  • Se sabe desde 1.983 que la estrella Beta Pictoris está rodeada por un disco de gas y polvo. El espectro de Beta Pictoris muestra rayas de absorción que actualmente se creen debidas a nubes de gas de tipo cometario ocultando la estrella de los restos dejados por la formación planetaria. Aunque se está lejos de la certeza absoluta, se piensa que algunos planetas pueden haberse formado ya alrededor de Beta Pictoris.

    • El telescopio espacial Hubble ha observado Beta Pictoris (derecha) y ha encontrado que el disco es significativamente mas delgado de lo que se pensaba previamente. Estimaciones basadas en la imagen del Hubble muestran que el grosor del disco no es mayor que mil millones de millas (1.600 millones de kilómetros), o aproximádamente 1/4 de las estimaciones previas basadas en observaciones desde tierra. El disco está inclinado casi de costado hacia la Tierra. Puesto que el polvo ha tenido suficiente tiempo para situarse en un disco plano, el disco debe ser mas antiguo que lo que algunos estimaban previamente. Un disco fino también incrementa la probabilidad de que cuerpos de tamaño cometario o mayores se hayan formado a partir de la acrección en el disco. Ambas condiciones se cree son características de un hipotético disco circunestelar alrrededor de nuestro sol, que fué un precursor necesario en la fase de construcción de planetas de nuestro Sistema Solar, de acuerdo con las teorias actuales.

    Mas observaciones recientes del Hubble han mostrado que el disco está ligeramente doblado, como se podría esperar de la influencia gravitatoria de un planeta. Esto ha sido observado por observaciones en el ESO.

  • Observaciones recientes a longitudes de onda de radio de una nube de gas conocida como Bok Globule B335 han producido imágenes de material colapsando en una estrella recientemente nacida (de solo unos 150.000 años de edad). Estas observaciones están ayudando a comprender como se forman las estrellas y los planetas. Los fenómenos observados se ajustan a la teoría de formación del sis tema solar -- esto es, una gran nube de gas colapsa para formar una estrella con un disco cicumestelar acompañante en el que, con el paso del tiempo, los planetas se acretan de la materia en el disco y orbitan el Sol.
  • El satélite IRAS encontró que Vega tenía demasiada emisión infrarroja y esto ha sido atribuido a una capa de polvo (con una masa de quizás la luna de la Tierra.
  • Se pensó que unas observaciones de la muy próxima Estrella de Barnard mostraban evidencia de efectos gravitacionales de planetas, pero ahora parece que fué un error.
  • La estrella Gl229 parece contener un objeto con una masa 20 veces la de Júpiter orbitando a una distancia de 44 UA. Un objeto tan grande es probablemente una enana marrón en lugar de un planeta ordinario.
  • Lo que puede ser el primer descubrimiento de un planeta orbitando una estrella normal, distinta de la nuestra, pero parecida al Sol, ha sido anunciada por astrónomos estudiando 51 Pegasi, una estrella en la secuencia principal, de tipo espectral G2-3 V a 42 light-years from Earth. En una conferencia reciente en Florencia, Italia, Michel Mayor y Didier Queloz del Observatorio de Génova, explicaron que observaron 51 Pegasi con un espectrógrafo de alta resolución y encontraron que la velocidad de la estrella en la línea de visión cambia unos 70 metros por segundo cada 4.2 dias. Si esto es debido a un movimiento orbital, estos números sugieren que hay un planeta a solo 7 millones de kilómetros de 51 Pegasi -- mucho más próximo de lo que Mercurio está del Sol -- y que el planeta tiene una masa de al menos la mitad de Jupiter. Estas características físicas dependen de la asunción de que nuestra línea de visión es próxima al plano orbital del planeta. Sin embargo, otras evidencias sugieren que esta es una buena hipótesis. Un mundo a tan solo 7 millones de kilómetros de una estrella como 51 Pegasi debe tener una temperatura de unos 1.000 grados Celsius, prácticamente rojo vivo. Probablemente sin atmósfera, el planeta puede ser una pelota casi funcida de hierro y roca con un diámetro siete veces superior al de la Tierra y siete veces su gravedad superficial. Puede incluso que un lado esté permanentemente de cara a la estrella, igual que una cara de la Luna lo hace hacia la Tierra.

    • Estas observaciones han sido recientemente confirmadas por varios observadores independientes. Y hay alguna evidencia de un segundo planeta mucho mas lejos que no ha sido confirmada todavía.

    [ La estrella 51 Pegasi de magnitud 5.5 es facilmente visible con prismáticos, estando alta en el cielo de la tarde, entre Alfa y Beta Pegasi, el par mas al oeste de estrellas en el Gran Cuadrado de Pegaso. Las coordenadas en el equinoccio del 2.000 son AR 22 horas 57 minutos, Dec. +20 grados 46 minutos. ]

  • El 17 de Enero de 1.996, Geoffrey Marcy y Paul Butler anunciaron el descubrimiento de planetas orbitando las estrellas 70 Virginis y 47 Ursae Majoris. 70 Vir es una estrela G5V (secuencia principal) a unos 78 años luz de la Tierra; 47 UMa es una estrella G0V a unos 44 años luz de distancia. Fueron descubiertos utilizando a misma técnica de desplazamiento doppler que encontró el planeta alrededor de 51 Pegasi.

    • El planeta alrededor de 70 Vir orbita la estrella en una órbita excéntrica, muy alargada, cada 116 dias y tiene una masa de unas nueve veces la de Júpiter. Utilizando fórmulasx estandar que balancean la luz solar absorbida con el calor radiado, Marcy y Butler calcularon la temperatura del planeta en unos 85 grados Celsius (185 Fahrenheit), suficientemente frio para permitir la existencia de agua y moléculas orgánicas complejas. La estrella 70 Vir es prácticamente idéntica al Sol, aunque varios cientos de grados mas fría y quizás tres mil millones de años mas vieja.

    El planeta alrededor de 47 UMa fué descubierto tras el análisis de ocho años de observaciones en el Observatorio Lick. Su periodo está un poco por encima de los tres años (1100 dias), su masa es unas tres veces la masa de Júpiter y su radio orbital unas dos veces la distancia de la Tierra al Sol. Este planeta tambien tiene, probablemente una región en su atmósfera donde la temperatura permitiría agua líquida.

  • En Abril de 1.996, los doctores Marcy y Butler descubrieron otro planeta, esta vez alrededor de la estrella HR3522 (conocida como Rho 1 Cancri, 55 Cancri) a unos 45 años luz de la Tierra. Al planeta se le estima una masa de 0.8 veces la de Júpiter. Es muy probable que varios planetas mas aparecerán en el conjunto inicial de 120 estrellas que han monitorizado.
  • Varios planetas extrasolares mas han sido descubiertos hasta la fecha por el método Butler/Marcy. Parece que hay un grán número de este tipo de planetas.
  • Otro planeta extrasolar ha sido descubierto orbitando Cygni B. Pero a diferencia de todos los demás, previamente conocidos planetas, este tiene una excentricidad orbital muy grande (0,6); su órbita le lleva desde una distancia próxima de 0,6 UA de la estrella hasta 2,7 UA. Esto pone en entredicho muchas teorías de formación planetaria.
  • La detección de planetas extrasolares directamente es muy dificil. Incluso el Telescopio Espacial Hubble no sería capaz de tomar imágenes de planetas de los tamaños y distancias esperados de sus estrellas.

    • Lo que el HST encontró fueron discos de materia alrededor de estrellas vistos en  silueta contra la Nebulosa de Orion (se les ha llamado 'proplyds', por 'proto-planetary disks' --'discos protoplanetarios'--(derecha). Es esta una gran evidencia acerca de cuan comunes son estos objetos, pero la escala es demasiado pequeña para decir nada directamente acerca de planetas. Hay disponibles mas imágenes detalladas del HST.
  • Sin embargo, puede ser posible el detectar la radiación infraroja de planetas muy grandes (del tamaño de Júpiter o mayores) en algunas circunstancias.
  • Por un golpe de buena suerte, el HST ha tomado una imagen de lo que aparenta ser un planeta escapando de un sistema estelar doble. Véase el anuncio del 28 de Mayo de 1.998. De confirmarse, la existencia de planetas extrasolares sería innegable.

Más acerca de otros sistemas solares

Temas abiertos

  • Es probable que sean descubiertos más sistemas planetarios utilizando los métodos que encontraron 51 Pegasi, 70 Virginis y 47 Ursae Majoris. ¡Es de esperar que lleguen momentos excitantes!
  • El sistema planetario de 51 Pegasi es bastante diferente de nuestro sistema solar, pero los sistemas de 70 Virginis y 47 Ursae Majoris parecen ser más "normales". Con 4 "sistemas solares" conocidos hasta ahora es posible hacer afirmaciones mas generales y comprobar mejor las teorías de formación planetaria.
  • Ninguno de los planetas extrasolares descubiertos hasta ahora es totalmente similar a la Tierra, como es razonable esperar, dados los métodos actuales. ¿Cómo podemos obtener mas evidencias acerca de planetas extrasolares de tipo terrestre? ¿Será financiado el programa ExNPS?
  • ¿Como se consigue un planeta con una gran excentricidad?
  • [resumen del artículo anterior por el Doctor Fraknoi]: El interes entre los astrónomos en la detección de planetas extrasolares se está acelerando con la creciente certeza de que pronto podrá ser técnicamente posible. El actual renacimiento en la construcción de telescopios y los previstos lanzamientos de nuevas plataformas espaciales están animando a muchos científicos a revisar y mejorar los medios por los que los planetas podrían ser descubiertos. La detección directa de la luz de un planeta distante podría ser el método de detección mas apasionante y para medir la factibilidad de varias estrategias de búsqueda, los astrónomos han utilizado tradicionalmente a Júpiter como un planeta de pruebas. Sin embargo, en principio, los Planetas Gigantes Extrasolares (EGPs) pueden tener un amplio rango de masas y, por eso, pueden ser significatívamente mas brillantes que Júpiter. Aún mas, la máxima masa que puede llegar a tener un planeta no es conocida a priori, y se necesitarán observaciones para determinarla. Predecimos que los flujos ópticos e infrarrojos de los EGPs podrán ser revelados en las investigaciones de los próximos años.
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