La naturaleza de la formación planetaria

La formación de las estrellas y los planetas es compleja, lo que torna casi imposible predecir la diversidad de los sistemas planetarios a partir de los primeros principios (Boss, 1995, Lissauer, 1995). La mayoría de las teorías modernas describe el crecimiento planetario comenzando por pequeños granos sólidos dentro de discos circumestelares. Se cree que dichos discos se forman como parte del proceso de formación de las estrellas y se observan alrededor de muchas estrellas jóvenes. El polvo colisiona y se aglomera en cuerpos más grandes, que finalmente se convierten en planetas. Los cuerpos suficientemente masivos que se forman cuando aún hay gas en el disco pueden atrapar importantes cantidades de hidrógeno y helio y convertirse en gigantes gaseosos, mientras que los planetas menores están compuestos principalmente de material condensado. Conforme a este esquema, se cree que los planetas son comunes y que se produce una gran variedad de tamaños y masas planetarias, incluidos los planetas rocosos varias veces más masivos que la Tierra.|

Las características de un sistema planetario en particular dependen de la interacción de un amplio abanico de procesos físicos y químicos, que incluyen campos magnéticos, turbulencia y viscosidad en discos compuestos de gas y polvo que se unen y crecen en pequeños granos, movimientos de torsión entre planetas en crecimiento y el disco a su alrededor, etc. La teoría definitivamente no puede predecir la frecuencia de la formación de los planetas ni la distribución de los tamaños y las órbitas planetarias. Una teoría predice que los planetas con masas jovianas se forman a partir de inestabilidades en los discos de acreción. Una teoría más popular imagina la formación de planetas terrestres que crecen lo suficiente como para atraer una cobertura gaseosa masiva. En el segundo caso se deberían observar grandes núcleos pero no en el primero.

La teoría es lo más útil para la extrapolación a partir de sistemas conocidos. Los modelos basados en el ejemplo único de nuestro Sistema Solar no pueden afirmar si nuestro sistema es típico o anómalo. El descubrimiento de planetas gigantes de período corto mediante la utilización de los resultados de la espectroscopia Doppler implican que al menos un bajo porcentaje de las estrellas del tipo solar tiene sistemas bastantes distintos al nuestro. Sin embargo, dichos sondeos no podrán detectar planetas terrestres.

La Misión Kepler utiliza fotometría con base en el espacio para detectar tránsitos planetarios. Ofrece una sensibilidad muy superior para encontrar planetas terrestres y mayores, que las técnicas con base en la Tierra. Mediante el suministro de un censo fuerte estadísticamente de los tamaños y los períodos orbitales de planetas terrestres y mayores que orbitan una gran variedad de tipos de estrellas, los resultados de esta misión nos permitirán colocar a nuestro Sistema Solar en el conjunto de los sistemas de la Galaxia y desarrollar teorías basadas en los datos empíricos.

Donde buscar planetas habitables

El modelo numérico de Wetherill (1991) muestra que la acumulación de planetésimos durante el colapso de la nube molecular podría producir, en promedio, cuatro planetas interiores. Dos de ellos tendrían aproximadamente el tamaño de la Tierra y dos serían menores. Estos resultados indican que los planetas terrestres pueden encontrarse entre la posición de la órbita de Mercurio y la de Marte. Por lo tanto, una búsqueda de planetas terrestres debe abarcar un amplio campo de órbitas.



La zona de acreción terrestre y la zona habitable de varios tipos estelares

La zona continuamente habitable está limitada por el rango de distancias a una estrella que permita la existencia de agua líquida y por el rango de tipos de espectros estelares en los cuales los planetas tienen tiempo suficiente para formarse y la vida compleja tiene tiempo suficiente para desarrollarse (menos masivo que F) y en los cuales no se produzcan destellos estelares y condensación atmosférica ocasionada por el cierre de mareas (más masivo que M). La figura muestra la zona continuamente habitable conforme al cálculo realizado por Kasting, Whitmire y Reynolds (1993) para estrellas de la secuencia principal como función del tipo espectral.

La Misión Kepler lleva a cabo una búsqueda imparcial de todos los períodos menores a dos años, es decir, hasta una órbita marciana, y de todos los tipos espectrales de estrellas. No está afectada por el fondo zodiacal solar o extrasolar y puede detectar planetas dentro de sistemas de estrellas binarias.