"El 100% de las estrellas pueden tener planetas"
Michel Mayor y sus colaboradores, del Observatorio de Ginebra (Suiza), sorprendieron al mundo con el anuncio, en octubre de 1995, del descubrimiento del primer planeta fuera de nuestro Sistema Solar. Se trataba de un objeto girando en torno a la estrella 51 de la constelación de Pegaso, más conocida como "51 Peg" (de momento, "51 PegB") y situada a unos 40 años luz de la Tierra. De no existir en el futuro una recomendación de la Unión Astronómica Internacional sobre la nomenclatura que debe regir en el caso de los nuevos planetas, el de "51 Peg" podría terminar llamándose "Epicuro", como tributo al filósofo griego que imaginó hace más de dos mil años, en una de sus Cartas a Heródoto, la existencia de otros mundos. Esta propuesta la hacía Mayor en una entrevista concedida con motivo de su participación, como conferenciante invitado, en la III Reunión Científica de la Sociedad Española de Astronomía (SEA), que se ha estado celebrando, del 21 al 24 de septiembre, en el Museo de la Ciencia y el Cosmos del Cabildo de Tenerife, organizada en colaboración con el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC).
Hoy en día, cuando los anuncios de descubrimientos de nuevos planetas se suceden en la prensa (acaban de anunciarse dos nuevos en la lista), algunos diccionarios aún definen planeta como cada uno de los astros que describen una órbita alrededor del Sol, ignorando en la definición posibles planetas alrededor de otras estrellas. Tampoco los planetas vagabundos que se conocían en la época de los griegos eran todos los que ahora componen nuestro Sistema Solar. Faltaban por descubrirse Urano, Neptuno y Plutón, éste último ya en el siglo XX, y algunos de los que se consideraban como tales no lo eran, como el propio Sol y la Luna.
La situación se ha complicado en la actualidad por dos razones. La primera es que los planetas "extrasolares" encontrados (también llamados "exoplanetas") están demasiado cerca para lo grandes que son. Los astrónomos, entre ellos Michel Mayor, se preguntan cómo se pueden formar planetas gigantes a distancias tan cortas de las estrellas, como sucede en el caso de 51 Peg, cuyo planeta -160 veces mayor que la Tierra- sólo tarda 4 días en dar la vuelta a la estrella (uno de los recién descubiertos sólo tarda 3, mientras que Mercurio, el planeta más cercano al Sol, emplea 88 días en hacer lo propio).
En nuestro Sistema Solar, si bien un planeta no es igual a otro (unos son telúricos, como la Tierra, otros gaseosos, y cada uno con un tamaño diferente), los planetas mayores se encuentran alejados del Sol. Sin embargo, "lo estimulante para los astrofísicos -señala Mayor- es que los planetas extrasolares detectados hasta la fecha se encuentran muy próximos a la estrella", lo cual contradice la teoría actual que explica la formación de planetas gigantes. "Según este modelo -prosigue Mayor-, estos planetas se forman inicialmente a partir de pequeños núcleos de hielo que con el tiempo adquieren masas diez veces superiores a la de la Tierra. A partir de entonces, por la fuerza de la gravedad van atrayendo materia hasta formar un planeta gigante". Y añade: "la gran sorpresa ha sido que, sobre todo en el caso de 51 Peg, el planeta esté muy cerca de la estrella, a una distancia donde el hielo simplemente no puede existir".
"Actualmente se debate la posibilidad -comenta Mayor- de que los planetas gigantes se hayan formado en un principio más alejados de la estrella y de que con el tiempo se hayan ido acercando a ella trazando una espiral. De modo que si existen planetas más pequeños próximos a la estrella o en posiciones intermedias podrían ser absorbidos por los planetas grandes."
¿Planetas o enanas marrones?
La segunda razón que apuntábamos y que complica el estudio de los planetas es la presencia en el escenario de las "enanas marrones", una nueva categoría de objetos que, al situarse entre estrellas y planetas, constituye el eslabón perdido de la evolución estelar. Su pequeño tamaño y su débil luminosidad dificultan en extremo su observación (al igual que los planetas, las enanas marrones carecen de luz propia, dado que no se producen reacciones nucleares en su interior). Fue en 1995, un poco antes del anuncio del planeta de 51 Peg, cuando el equipo del IAC integrado por Rafael Rebolo, Eduardo Martín y María Rosa Zapatero Osorio, anunció el descubrimiento de "Teide 1", el primero de estos hasta entonces hipotéticos objetos del Universo.
"Teide1" es la primera enana marrón reconocida como tal, según la revista Nature, en su número del 14 de septiembre de 1995. Es un objeto que con su nombre rinde homenaje al Observatorio del Teide, desde donde fue observado por primera vez con el telescopio español "IAC-80" (el 1 que se añade a Teide indica que se trata de la primera de una serie, dejando abierta la puerta a posibles Teide 2, Teide 3,...).
Los planetas guardan un gran parecido con las enanas marrones y las diferencias entre ambos no son obvias. "Cuando íbamos al colegio -recuerda Mayor- aprendíamos lo que era exactamente un planeta y lo que era una estrella, y entendíamos de forma clara la diferencia. Sin embargo, en el caso de las enanas marrones y los planetas, que pueden tener masas idénticas, la diferencia viene dada por el mecanismo exacto de formación".
"Una enana marrón se forma, al igual que una estrella, de una gran nube de gas y polvo en el espacio. A partir del colapso de la nube se forma la estrella o la enana marrón. Pero para los planetas, el mecanismo es muy distinto. Muchas veces sucede que hay un exceso de momento angular, de rotación (la nube gira muy rápidamente), que acaba convirtiéndose en un disco alrededor de la estrella. El planeta se forma a partir de la acreción de materia dentro de este disco en un proceso secundario. No se forma directamente del colapso de la nube original", explica este astrónomo.
Pero la masa también es determinante para diferenciarlos, se corrige Mayor, "la enana marrón más pequeña que se puede formar es de aproximadamente 10 veces la masa de Júpiter [Teide 1 es 50 veces mayor]. En cambio, el planeta de 51 Peg es 10 o 20 veces más pequeño".
Técnicas de detección
Los astrónomos Geoffrey Marcy y Paul Butler, de la Universidad de California en Berkeley (Estados Unidos), comenzaron la búsqueda de planetas en 1988. Dado lo difícil, por no decir imposible, que resulta observar planetas de forma directa, ambos se afanaron en el desarrollo de una nueva técnica para su detección: la medición de los desplazamientos doppler de la luz de las estrellas. La técnica era tan compleja que había que introducir mejoras en los telescopios, en los espectrómetros y, especialmente, en el software informático para el análisis de los datos.
Pero mientras ellos perfeccionaban su método, Mayor y Didier Queloz, del Observatorio de Ginebra (Suiza)-, se les adelantaron anunciando el descubrimiento de un planeta muy cercano a una estrella, y tan cercano que ejercía un efecto gravitatorio impresionante sobre el astro, haciéndole oscilar notablemente. De modo que, aunque Marcy y Butler ostentan en la actualidad el récord del mayor número de planetas extrasolares descubiertos, los suizos les arrebataron la primicia de anunciar el primero de ellos.
A las complicaciones anteriores se suma, como hemos visto, la dificultad de la detección, pues "evidentemente no se pueden ‘ver’ los planetas", -subraya Mayor- y, de momento, las técnicas utilizadas para su detección son indirectas. Precisamente, este astrofísico suizo abrió la primera sesión de la reunión de la SEA con una conferencia titulada "Radial velocity searches for extrasolar planets" (Búsqueda de planetas extrasolares mediante velocidades radiales). Con esta técnica, "lo único que podemos ver -señala- es una pequeña oscilación, un bamboleo de la estrella en su trayectoria a causa de la fuerza de la gravedad del planeta. Y esta técnica sólo funciona en la actualidad para planetas que tengan la masa de Júpiter o, tal vez, la décima parte. No puede detectar ningún planeta más pequeño. Tampoco sirve si el planeta está muy alejado de la estrella, pues su influencia gravitatoria será menor y apenas se percibirá."
Para la detección de esta oscilación o bamboleo de la estrella por efecto de un planeta se precisan muchos fotones, mucha luz. La nueva generación de grandes telescopios -entre ellos, el "Gran Telescopio CANARIAS"-, al ser mayores colectores de luz, "permitirán observar estrellas más débiles que no se pueden investigar de otra forma. Con grandes telescopios en tierra se podrán ver discos en torno a estrellas muy jóvenes, sistemas planetarios en formación y los nuevos planetas que surjan de este proceso. Para el espacio se reserva la posibilidad de estudiarlos con más detalle", señala Mayor.
A pesar de todos estos impedimentos, Mayor se resiste al pesimismo y piensa que, quizá, algún día, con nuevas ideas y nuevas técnicas lleguemos a saber de qué está compuesto uno de estos planetas. Y recordó: "El año pasado, una astrónoma francesa dijo que aparentemente había detectado una pequeña línea en el espectro de 51 Peg, debida a la evaporación del planeta que produce el viento de la estrella. Si eso se confirma, tendremos posibilidades de detectar otras líneas espectrales y así descubrir la composición del planeta y otros cuerpos de tipo cometario que haya en torno a estas estrellas. Esto es un ejemplo de algo que habría sido impensable hace tan sólo un par de años".
Proyecto "Darwin"
Se han estado buscando planetas extrasolares durante 50 años y ahora se tienen unos cuantos. El número varía según dónde establezcamos la demarcación entre un planeta y una enana marrón. "Si ponemos el límite en 5 veces la masa de Júpiter, entonces son 9 los planetas, con esta masa o inferior, confirmados hasta la fecha", informa Mayor, quien se apuesta una botella de Rioja a que se va a mantener un ritmo de cinco planetas nuevos por año. Mayor no contaba los dos últimos que acaban de anunciarse.
Según una apreciación personal de este científico, pero compartida por sus colegas, "el 100% de las estrellas pueden tener planetas a su alrededor desde el momento en que siempre habrá un exceso de momento angular, un exceso de rotación, y, por tanto, la tendencia a formar discos protoplanetarios". Y añade: "Una prueba es que el ‘Telescopio Espacial Hubble’ ha observado en la nebulosa de Orión que todas las estrellas jóvenes, en vías de formación, tienen discos. Todas las estrellas están formando planetas".
Probablemente, durante los próximos 20 años, el campo de los planetas extrasolares se potencie, en gran medida por la cantidad de misiones espaciales que se van a lanzar pensadas para descubrir nuevos planetas más allá del Sistema Solar. Y Mayor apunta que "estamos en el umbral de poder hacer imagen directa de planetas de tipo terrestre desde el espacio", refiriéndose al proyecto "Darwin", una peculiar misión espacial que buscará planetas como el nuestro alrededor de las estrellas próximas con una técnica de interferometría infrarroja en el espacio (varios telescopios espaciales separados distancias de varios cientos de metros pero que combinarán la luz recogida). "La meta es analizar la atmósfera y la composición de esos planetas tipo Tierra y ver si hay cambios que indiquen la posibilidad de que se den las condiciones para que la vida se desarrolle". A fin de cuentas -concluye Mayor- "la pregunta que se está debatiendo es: ¿estamos solos en el Universo? Y éste va a ser el gran interrogante para la próxima generación de astrónomos, dado que ya contamos con varios planetas". Quizá Epicuro de Samos, desde su escuela Jardín, escriba una nueva carta a Heródoto contándoselo.
Carmen del Puerto
