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Los Planetas Fuera del Sistema Solar

Desde las primeras observaciones de planetas extrasolares en 1995 los cazadores de planetas han logrado observar fuera de nuestro sistema solar 10 veces más planetas que en el sistema solar mismo. En este artículo se encuentra una breve historia de los primeros pasos en el descubrimiento de planetas extrasolares y las técnicas usadas para revelar la existencia de los mismos.

La posibilidad de encontrar planetas fuera del sistema solar ha intrigado a los astrónomos desde épocas muy remotas. El descubrimiento de uno de estos planetas tendría profundas consecuencias para el entendimiento del origen y formación del sistema solar y solidificaría la hipótesis según la cual los sistemas planetarios como el nuestro deben ser la norma y no la excepción. Analizando las modulaciones en el espectro de algunas estrellas los astrónomos han encontrado evidencia indirecta en favor de la presencia de planetas en la vecindad de las mimas, pero no se había logrado una observación directa de ningún planeta extrasolar hasta el mes pasado cuando el Telescopio Espacial Hubble produjo la imagen de un planeta a una distancia de 450 años-luz.

Observar un planeta en otra estrella que no sea el Sol es muy difícil debido a que los planetas no emiten luz propia y además cualquier cámara es ciega a objetos poco luminosos situados al lado de una fuente muy intensa como lo es la estrella central. La clave que permitió descubrir este planeta fue la de observar en la parte del espectro electromagnético correspondiente al infrarrojo. Un planeta gigante como Júpiter que ha sido recientemente formado aún conserva grandes cantidades de calor en su interior, lo cual se manifiesta con emisión en el infrarrojo. Susan Terebey de la Extrasolar Research Corporation (Pasadena, USA) y su grupo, usaron la cámara infrarroja NICMOS a bordo del Telescopio Espacial Hubble para recoger esta señal [1]. La observación del planeta, bautizado TMR-1C, se hizo en la región de Taurus en un sistema estelar binario. La imagen (figura 1) muestra una estructura en forma de filamento que conecta al planeta con el sistema binario de estrellas. Aparentemente el planeta fue lanzado del sistema estelar debido a un jalón gravitacional común en sistemas de varios cuerpos.

Conociendo la edad de TMR-1C es posible estimar su masa y decir si efectivamente es un planeta o una estrella enana marrón. Suponiendo que TMR-1C tiene la misma edad que las estrellas vecinas (algunos cientos de miles de años) se encuentra que este es un planeta de masa 2 a 3 veces la masa de Júpiter. Si por el contrario su edad es más bien cerca a los 10 millones de años, entonces es más probable que éste sea una estrella enana marrón (eg. una estrella donde no alcanza a mantenerse el proceso de fusión nuclear).

El objeto TMR-1C candidato a planeta se encuentra a 210.000 millones de millas de su estrella madre alejándose a una velocidad de 10 km/sec. La reacción de los astrónomos coincide en apreciar la necesidad de hacerle seguimiento a este objeto para determinar la órbita y obtener su espectro de emisión. De esta forma se podrá confirmar el descubrimiento o discriminar entre las diversas alternativas (eg. una estrella de fondo o una enana marrón). Sin embargo, aun si este candidato no logra confirmarse la evidencia de planetas extrasolares es bastante fuerte.

Cuando un planeta gigante da vueltas en torno a una estrella central, la posición de la estrella vista por un observador en la Tierra aparece perturbada con un movimiento que la hace acercarse y alejarse cíclicamente en fase con el movimiento orbital del planeta. Debido al efecto Doppler de la luz emitida por la estrella, las líneas de absorción presentes en su espectro aparecen en la Tierra desplazadas hacia el azul cuando la estrella se acerca y hacia el rojo cuando se aleja. Usando la técnica del efecto Doppler los astrónomos suizos Michel Mayor y Didier Queloz en octubre de 1995 anunciaron al mundo la detección de un planeta en torno a la estrella 51 Pegasi. En pocos días este descubrimiento fue confirmado con mediciones realizadas por Geoff Marcy y Paul Butler de la Universidad de San Francisco.

La estrella 51 Pegasi es parecida al Sol pero, contrario a lo que se esperaría, la órbita del planeta descubierto por Mayor y Queloz lo coloca demasiado cerca a 51 Pegasi. Con un período orbital de 4,2 días y una masa aproximada de 0,5 masas de Júpiter, este planeta está a solo 10 millones de kilómetros (una sexta parte del radio de la órbita de Mercurio) de su estrella central.

Realizar las mediciones que han permitido la detección de planetas extrasolares no es tarea fácil. Para detectar las pequeñísimas velocidades de las perturbaciones en el movimiento de las estrellas producidas por planetas en órbita, se requiere una resolución de 3 metros por segundo al momento de producir un espectro. Por esta razón, la evidencia tiene que ser cuidadosamente examinada y confirmada independientemente por otros grupos. En el caso del planeta en 51 Pegasi, surgió la duda sobre la verdadera naturaleza de la señal detectada por Mayor y Queloz, ya que es posible explicar un efecto similar como producto de oscilaciones estelares en vez de perturbaciones por órbitas planetarias. Las observaciones de David Gray de la Universidad de Ontario Occidental indican que en 51 Pegasi se producen oscilaciones en la superficie de la estrella que podrían ser la fuente de la señal interpretada como un planeta. Sin embargo, la confirmación realizada por Marcy y Butler y los resultados de nuevos análisis favorecen la tesis planetaria en 51 Pegasi [2].

Fuera de TMR-1C y del planeta en 51 Pegasi, Marcy y Butler han encontrado otros seis planetas en órbita a estrellas parecidas al Sol y Aleksander Wolszczan de la Universidad de Pensilvania detectó la presencia de tres planetas en torno a una estrella pulsar.

El conjunto de datos y observaciones referentes a planetas extrasolares confirma una vez más la visión Copernicana del cosmos en la cual nuestro planeta y nuestro sistema solar no tiene nada de especial en el Universo. La formación de sistemas solares y planetas parecidos al nuestro es tarea rutinaria en el cosmos.

Referencias

[1] El anuncio original del descubrimiento se encuentra en el internet: http://oposite.stsci.edu/pubinfo/pr/1998/19/

[2] Resumen de los argumentos a favor de la interpretación planetaria en 51 Pegasi se encuentran en el internet: http://www.physics/sfsu/edu/~gmarcy/planets/planetsearch/planetsearch.html

 
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