Escasez de Planetas

Escasez de Planetas

Por :Liberto Brun Compte

Cuando los astrónomos dirigieron el Telescopio Espacial Hubble, hacia un lejano cúmulo globular de estrellas, esperaban encontrar entre quince y veinte planetas, pero no encontraron ninguno.

Por Grupo de noticias, Comunicaciones sobre Ciencia.

Cuando enfocaron el Telescopio Espacial Hubble (HST por sus iniciales en inglés), en un lejano cúmulo globular de estrellas, los astrónomos esperaban encontrar entre quince y veinte planetas. Encontraron cero.

Con una edad aproximada de diez mil millones de años, los cúmulos globulares contienen algunas de las estrellas más ancianas en la Vía Láctea. Los científicos estudian estos ancestrales sistemas estelares, densamente compactados, para aprender acerca de la vida de las estrellas, la formación de las galaxias y la evolución del universo. Buscando planetas en un cúmulo globular, es igualmente posible descubrir si los planetas se formaron cuando nuestra galaxia era relativamente joven.|

El astrónomo Ronald Gilliland del Instituto Científico del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland y su equipo, buscaron planetas en la nebulosa 47 Tucanae, un cúmulo atestado de estrellas a una distancia aproximada de la Tierra de 15 mil años luz. Usaron el Telescopio Espacial Hubble (HST) para inspeccionar el brillo de más de 34.000 estrellas en un período de 8 días.

Gilliland y su equipo buscaron “Júpiters calientes” – planetas del tamaño aproximado a Júpiter que giren cerca de sus estrellas. Mientras que algunos científicos consideran a este tipo de planetas como muy poco comunes, a una de cada cien estrellas investigadas localmente utilizando técnicas de velocidad radial le ha sido encontrado un planeta semejante. Los compañeros de trabajo de Gilliland esperaban encontrar de 15 a 20 de estos planetas del tipo de Júpiter en 47 Tucanae. Pero, no encontraron ninguno.

“Antes de las observaciones, no creía seriamente de una manera u otra, que pudieran existir planetas en cúmulos globulares del tipo de 47 Tuc,” dice Gilliland. “Creo que si el tipo de planetas – gigantes gaseosos con órbitas de 3 a 5 días – existiera en 47 Tuc con la misma frecuencia que con la que se les encuentra en las estrellas locales, entonces nuestro experimento con el HST los habría visto. Así que parece ser que estos planetas gigantes gaseosos y de período corto son realmente muy escasos en 47 Tuc.”

La falta de “Júpiters calientes” en 47 Tuc puede apuntar a una diferencia fundamental, cuando hablamos de formación de planetas, entre nuestro propio vecindario galáctico y los cúmulos globulares en lugares distantes de nuestra galaxia. Los resultados del estudio de Gilliland, sin embargo, no descartan la posibilidad de que 47 Tuc pueda contener otros tipos de planetas. Las limitaciones en la tecnología del Telescopio Espacial Hubble – nunca fue diseñado para este tipo de trabajo – le impiden detectar planetas extrasolares mucho menores que Júpiter.

“Dada la escasez de conocimientos de observación respecto de donde podríamos encontrar planetas, la inversión del tiempo de utilización del HST de una semana, para buscar en 47 Tuc, tenía sentido, aún si esto daba la impresión de ser un objetivo muy lejano en el tiempo,” dice Alan Boss de la Institución Carnegie de Washington. “El hecho de que no se encontrase nada, no es de sorprender, dadas las varias razones del porqué los Júpiters calientes detectables no podrían existir en un cúmulo globular. Pero al menos ahora conocemos la respuesta.”

Como se llevó a cabo la búsqueda.

Si un planeta lo suficientemente grande alrededor de una estrella distante, cruzase entre la estrella y el HST, causaría que la estrella se atenuase perceptiblemente. El efecto es similar a como veríamos un eclipse de nuestro Sol si nuestra luna fuese de un tamaño muchas veces menor. La investigación para estas señales de disminución en el brillo es llamado método de tránsito de detección de un planeta. A pesar de que hay muchas otras formas de detectar planetas extrasolares, este método fue considerado como el mejor para usarse en 47 Tuc debido al gran número de estrellas a observarse. Los científicos pueden simplemente vigilar las estrellas en un período de tiempo y ver cuales se han desvanecido periódicamente.

El método del tránsito tiene, sin embargo, algunas limitaciones. Las órbitas de los planetas deben de ser vistas del canto horizontal desde la Tierra. Si vemos un sistema en órbita desde arriba o abajo del horizonte medio, el planeta no bloqueará nuestra vista de la estrella, y el brillo de la misma no aparentará disminuir. Los cúmulos globulares tienen tantas estrellas, sin embargo, que las apuestas de encontrar al menos algunas órbitas en posición adecuada en esos sistemas son consideradas como muy buenas.

Otra limitación del método de tránsito es el tiempo. Un planeta debe de ser observado en su paso frente a su planeta más de una vez para que los científicos puedan confirmar su existencia. El tiempo disponible para el uso del Telescopio Espacial Hubble, sin embargo, es corto -- reducido a 8 días, para el estudio de Gilliland, fue ya considerado excesivamente largo. Ya que las observaciones prolongadas son, por lo general, difíciles de llevar a cabo, dichos estudios sólo encontrarán planetas extremadamente cercanos a sus estrellas, con órbitas de sólo unos días.

Hasta donde sabemos, muchas de las estrellas en 47 Tuc tienen planetas; simplemente no eran detectables mediante el método usado. ¿Pero cual es la posibilidad de que los cúmulos estelares como 47 Tuc tengan realmente planetas?

“Por el momento lo único que sabemos es que 47 Tuc parece no tener ningún Júpiter caliente,” dice Boss. “Eso esta muy distante de saber si pudieran existir otros planetas que pudieran ser interesantes desde el punto de vista de habitabilidad. Pero un cúmulo globular no es precisamente el primer lugar donde uno miraría para tratar de encontrar un planeta habitable.”

Muchos científicos piensan que los planetas no se formarían con facilidad en un medio ambiente de un cúmulo globular. Mientras que nuestro Sol y las estrellas cercanas son todos ricos en elementos pesados formadores de planetas, como el carbono, oxígeno y el hierro, los cúmulos globulares contienen concentraciones mucho más bajas de esos elementos.

“Los planetas detectados localmente parecen darse alrededor de estrellas calientes con una abundancia en metales más alta que el promedio” dice Gilliland. (Cuando los astrónomos hablan de “metales” incluyen elementos como el carbono y el oxígeno.) “Aunque 47 Tuc, sea rico en metales, dentro de los estándares de los cúmulos globulares, es pobre en metales comparado a la muestra de estrellas locales que tienen planetas. Quizá se requiere un nivel mayor de metales para hacer que los planetas se formen.”

Otra barrera para la formación de planetas es que las estrellas en los cúmulos globulares se encuentran compactadas muy densamente. La inmensa atracción gravitacional entre tantas estrellas podría perturbar o aún destruir a planetas que tratasen de formarse.

“Realmente no sabemos a ciencia cierta porque los Júpiter calientes parecen no existir en los cúmulos globulares,” dice Boss. “Este medio ambiente tan comprimido es muy factible que sea un contribuyente a la escasez – puede resultar en un estiramiento de los discos que forman los planetas, ya sea por irradiación o efectos de mareas durante encuentros cercanos, y estos efectos de marea podrían igualmente perturbar y expulsar a cualquier planeta que estuviera tratando de formarse.

“Es concebible que puedan existir planetas alrededor de las estrellas de los cúmulos globulares, aunque pasará bastante tiempo antes de que podamos hacer algo para detectarlos en semejantes medios tan lejanos,” continúa Boss, “No se de ningún plan para construir instrumentos especializados o satélites para tratar de detectar tales planetas en el futuro. El punto es encontrar los más cercanos primero, lo cual, ya de por sí, es muy difícil.”

¿Qué viene luego?

Gilliland dice que no tiene planes a futuro para seguir buscando planetas en 47 Tuc, ni en ningún otro cúmulo globular, aunque no descarta totalmente la posibilidad.
“Cuarenta y siete Tuc fue seleccionado como el objetivo ideal de cúmulo globular y no se de otros que pudieran ser tan prometedores,” dice Gilliland. “Si conociera alguna manera de buscar con efectividad a los planetas en 47 Tuc quizá lo tratase, pero no veo la forma de hacerlo. Me reservo el derecho, sin embargo, de seguir pensando sobre esta posibilidad.”

Mientras tanto, Gilliland esta trabajando para obtener el permiso de la NASA sobre la Misión Kepler – un telescopio espacial que utilizaría el método de tránsito para buscar planetas similares a la Tierra, alrededor de estrellas más similares a nuestro Sol que las de 47 Tuc.

“A diferencia del caso 47 Tuc, donde las estrellas examinadas no eran del tipo como las de nuestro vecindario, Kepler observaría estrellas relativamente normales y establecería firmemente la frecuencia de planetas similares a la Tierra,” dice Gilliland. “La Misión Kepler tiene las mejores posibilidades para el estudio de planetas extrasolares que puedan ser de interés para las aspiraciones astrobiológicas.”

Alan Boss está de acuerdo, pero también cree que la combinación de observaciones en tierra con proyectos como FAME, (Explorador vía un mapa astro métrico de todo el cielo), el SIM (Misión Espacial de Interferometría) el TPF (Buscador Terrestre de Planetas) contribuirán al descubrimiento de mundos extrasolares. [FAME = Full-sky Astrometric Mapping Explorer, SIM = Space Interferometry Mission, TPF = Terrestrial Planet Finder.]

“Los siguientes avances seguirán viniendo de los programas terrestres, que están diseñados para descubrir compañeros del tipo de Júpiter en estrellas cercanas, en las siguientes décadas, planetas que serían la señal para apuntar a sistemas que puedan ser análogos a nuestro propio sistema solar,” dice Boss. “Hacia fines de la presente década y más allá, los telescopios puestos en órbita comenzarán a detectar planetas extra solares: FAME; Kepler, si es escogido; SIM; y TPF” estos últimos tres pueden ser los que descubran las primeras “Tierras” extra terrestres. Entonces sí que las cosas comenzarían a ponerse interesantes.