Cuaderno de Bitácora

¿Fotografió el Hubble un planeta extrasolar?

¿VISTO EL PRIMER PLANETA EXTRASOLAR?

1. El planeta errante.

El Instituto Científico del Telescopio Espacial Hubble (STScI) hizo pública ayer en una rueda de prensa la primera imagen de un posible planeta que no pertenece a nuestro sistema solar. Con el nombre de TMR-1C, tendría entre 2 y 3 veces la masa de Júpiter (el más grande del Sistema Solar).

En la fotografía, captada en agosto del pasado año por el Telescopio Espacial Hubble, se puede ver una pequeña estrella que Susan Terebey especula que es en realidad un planeta en formación. Este objeto está situado en la constelación de Tauro, en un sistema binario de estrellas.

El posible candidato a planeta extrasolar está unido al sistema estelar mediante un chorro de materia que, según la autora del descubrimiento,indicaría que acaba de ser expulsado al espacio interestelar. TMR-1C está a 450 años luz de la Tierra.

Los autores del descubrimiento avisan que el estudio aún se encuentra en su etapa preliminar y estas hipótesis no son concluyentes. No se descarta que pueda tratarse en realidad de una enana marrón o incluso una estrella lejana y débil.

El posible planeta fue encontrado mientras se realizaba un estudio sobre sistemas protoplanetarios, estrellas rodeadas de un disco de polvo y gas en cuyo interior se cree que se forman los planetas. Cuando Susan Terebey vio por vez primera la imagen se preguntó qué podría ser el objeto al final del chorro: ¿Una estrella casualmente situada en esa posición o un objeto lanzado por asistencia gravional al vacío interestelar? Terebey se decanta por la teoría planetaria.

2. A la búsqueda de planetas extrasolares.

Tras el descubrimiento de Plutón en 1930, el Sistema Solar quedó completo: una estrella que irradiaba energía y nueve planetas que lareflejaban. Se abría la veda de para la búsqueda de más planetas en otros lugares del Universo. Desgraciadamente, dado que los planetas se suelen encontrar muy cerca de las estrellas, ha sido imposible verlos a través de telescopios.

Y a grandes males, grandes remedios. Si la tecnología no les permitía fotografiar planetas directamente, los astrofísicos pensaron que lo mejor era detectar sus efectos en las estrellas, que sí podemos verlas. Para ello, desarrollaron dos métodos, los dos basados en el movimiento.

Al igual que el sistema Tierra-Luna, los sistemas solares tienen un centro de masas, alrededor del cual giran los cuerpos. Por tanto, la estrella de dicho sistema solar describirá una órbita alrededor de ese centro común. Midiendo con precisión el movimiento propio de varias estrellas desde la Tierra, aquellas con compañeros cercanos parecerán estar borrachas, describiendo una trayectoria oscilante en el cielo. A partir de esta trayectoria y de unos sencillos sencillos cálculos se puede determinar la masa del objeto acompañante.

El otro método consiste en medir 'velocidades de recesión'. Al igual que el sonido de un tren, la luz se hace más grave o más aguda dependiendo desi la fuente emisora se acerca o aleja de nosotros. Este efecto en las ondas conocido como Doppler, puede ser medido con muchísima precisión. Lo que se ha hecho es aplicar este principio a las estrellas e intentar sonsacar de él la presencia de planetas.

En 1995, Michael Mayor y Didier Queloz, dos astrónomos pertenecientes al Observatorio de Génova, descubrieron indirectamente el primer planeta extrasolar orbitando a 51 Pegasi mediante el efecto Doppler. Esta estrella es de tipo solar y puede ser vista simple vista. El planeta tiene la mitad de masa que Júpiter y orbita a una distancia 7 millones de kms, 8 más cerca que Mercurio del Sol.

Desde entonces se han descubierto casi una veintena de planetas extrasolares invisibles. Lo más curioso de estos planetas es que la mayoría parecen orbitar muy cerca de sus respectivas estrellas, no ajustándose para nada al estándar del Sistema Solar. Por supuesto, se trata de un producto estadístico producido por el propio método de descubrimiento.

Geoffrey Marcy y Paul Butler son los cazaplanetas extrasolares más prolíficos. Investigadores de la Universidad Estatal de San Francisco y de la Universidad de California en Berkeley, respectivamente, se han anotado en su cuenta cuatro posible exoplanetas.

Precisamente, algunos científicos dudan de que todas las detecciones sean realmente planetas. De la veintena de posibles planetas extrasolares descubiertos por métodos indirectos, muy pocos se ajustan a nuestros estándares. Por ejemplo, siete orbitan a púlsares, núcleos degenerados de estrellas masivas que han explosionado ¿cómo pueden haber sobrevivido esos planetas a las violentas supernovas?

Viendo la lista completa de planetas extrasolares, solamente los descubrimientos realizados por George Gatewood se ajustan a nuestro Sistema Solar. Gatewood ha medido la 'borrachera' de Lalande 21185 obteniendo dos planetas con una masa similar a la de Júpiter, pero orbitando a 3 y 7 unidades astronómicas (UA).

                  LISTA DE PLANETAS EXTRASOLARES
  ···························································
  Estrella       Masa (Jup)   a (UA)  Equipo
  ···························································
  PSR 1257+12    1,1·10^-2    0,36    Wolazczan/Frail
  PSR 1257+12    8,8·10^-3    0,47    Wolazczan/Frail
  PSR 1257+12    4,7·10^-5    0,19    Wolazczan
  PSR 1257+12          0,3      40    Wolazczan
  PSR 0329+54    6,9·10^-3     7,3    Shabanova
  PSR 0329+54    9,0·10^-4     2,3    Demianaki/Prozynzaki
  PSR 1620-20         < 10       ?    Arzoumanian et al.
  51 Peg              0,47    0,05    Mayor/Queloz
  Gliese 86            4,5    0,11    Mayor/Queloz
  70 Vir              6,30    0,43    Marcy/Butler
  47 UMa               2,8    2,11    Marcy/Butler
  upsilon And          0,6    0,04    Marcy/Butler
  rho1 Cnc            0,84    0,11    Marcy/Butler
  Gliese 876           1,8     0,2    Marcy/Butler
  HD 187123            1,0    0,04    Marcy/Butler
  HD 210277            1,0     1,0    Marcy/Butler
  tau Boo             3,87    0,05    Mayor et al./Marcy et al.
  16 Cyg               1,3     1,7    Cochran et al.
  rho CrB             1,13    0,23    Noyes et al.
  beta Pic               ?   2,5-8    Lecavelier
  CM Dra                 ?     735    Guinan et al.
  HD 114762             10    0,40    Latham
  Lalande 21185        0,9    2,36    Gatewood
  Lalande 21185        1,6     7,0    Gatewood
  ···························································
  Masa: Júpiter = 1.
  a: Semieje mayor, medido en unidades astronómicas (1 UA es
     la distancia Tierra-Sol, 150 millones de kms).
  Basada en la tabla de exoplanetas compilada por Eric
  Mamajek, 1997.
  ···························································


4. El Hubble al rescate.

El Telescopio Espacial Hubble ya había fotografíado en varias ocasiones sistemas protoplanetarios, estrellas rodeadas de un disco de materia.

La teoría de la formación de nuestro sistema solar es esencialmente simple y habla de una nube de materia interestelar. Ésta se condensó, comenzó a girar sobre sí misma y tomó forma discoidal. En el centro, donde mayor concentración de materia había, nació una estrella y a su alrededor

El Telescopio Espacial Hubble ha logrado observar gran cantidad de estrellas con una nube de materia a su alrededor, muy probablemente formando planetas. Pero incluso antes de su puesta en órbita ya se conocían otros sistemas protoplanetarios. De ellos, quizás el más conocido es el de beta Pictoris, estrella visible desde el Hemisferio Sur. Está situada en las vecindades del Sol, aunque algo más lejos que alfa Centauro, y muestra un gran disco de polvo a su alrededor que se extiende unas 400 UA. En Vega, una de las estrellas más brillantes del firmamento, también se ha podido ver un disco de materia a su alrededor. Todo indica que en estrellas de tipo solar los discos protoplanetarios son comunes.

Gracias a la resolución del Hubble se ha podido captar imágenes de una gran cantidad de sistemas protoplanetarios en la Nebulosa de Orión y en la Nebulosa del Aguila, dos objetos celestes muy conocidos entre los astrónomos aficionados.

La detección de planetas con los telescopios comunes terrestres está limitada por la proximidad de los planetas a sus estrellas y por el rango del espectro electromagnético en el que pueden observar. En el visible, las estrellas son mucho más luminosas que los planetas, pero en el infrarrojo (luz menos energética que la que nuestros ojos detectan) los pequeños y fríos objetos son más brillantes.

El Telescopio Espacial se diseñó para resolver principalemente dos cuestiones: la edad del Universo y la detección de planetas extrasolares. Y finalmente parece que uno de estos objetivos se ha cumplido. Pero quizás, sólo lo parece.

5. ¿Un planeta errante o una teoría herrante?

La forma en que esta noticia ha saltado a los medios de comunicación no deja de ser sorprendente. Ultimamente se está observando una tendencia a hacer públicos descubrimientos sin haber pasado por la criba de los equipos independientes y su publicación en revistas científicas. En agosto de 1996, la NASA y la Casa Blanca estadounidense se hizo con los titulares de muchos periódicos al mostrar un meteorito marciano con indicios de vida. Sin embargo, a casi dos años de dicho descubrimiento, los científicos aún no se han puesto de acuerdo y el equipo original ha afirmado que la roca podría haberse 'contaminado' en la Tierra.

En el caso del TMR-1C, los datos aportados en la nota de prensa y en la página web del Extrasolar Research Coroporation dejan demasiadas incógnitas sin resolver. No está claro si el objeto es un protoplaneta, una enana marrón o incluso una estrella. Esto significa que no se ha obtenido su espectro. Obtener el espectro de un cuerpo celeste es como leer su código de barras, ya que nos aporta datos sobre su composición.

Aunque recientemente se ha especulado sobre la posible detección de un planeta o enana marrón en el sistema múltiple de alfa Centauri, hasta ahora se trabajaba sobre la detección de planetas en estrellas solitarias. La formación en sistemas binarios o mútiples plantea problemas grandes, por no decir que parece muy poco probable la estabilidad orbital de la corte planetaria. En el caso propuesto del TMR-1C esto es cierto, ya que el protoplaneta acabaría de ser expulsado del sistema binario.

Si se tratara de un planeta, las posibilidades de vida en él no son muy abudantes, al menos de tipo terrestre. El protoplaneta será una gran bola de gases como Júpiter, sin superficie sólida, y la expulsión del sistema estelar le deja sin fuentes de luz y calor.

Para resolver el enigma de este posible planeta se habrá de comprobar, por espectro, su composición y temperatura superficial y a partir de ahí desarrollar una teoría para la formación de planetas en sistemas binarios. Aunque no debemos ser del todo escépticos parece con los pocos datos disponibles, la hipótesis protoplanetaria del TMR-1C ha venido precipitadamente y se basa más en la intuición del equipo de Susan Terebey que en una labor de investigación exhaustiva. Sin embargo, de confirmarse, sería una de las mejores noticias de la década.

6. Referencias.

- «Fundamentos de astronomía», Michael A. Seeds, Ed. Omega.
- «Nueva guía de la ciencia», Isaac Asimov, RBA Editores.
- «A Parade of New Planets», Scientific American, mayo 1996.
- «Exoplanets», Eric Mamajek.


Víctor R. Ruiz
26 sep 1998

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