Entre las cuestiones más cautivadoras y desafiantes que tendrá que afrontar la astronomía del siglo XXI están éstas: ¿Es nuestro sistema solar una muestra típica de los que existen en otras estrellas? ¿De qué manera? Y ¿cómo afectaría este hecho a las posibilidades de que haya vida en otro lugar?|

No cabe duda de que estas preguntas mantendrán ocupados a los astrónomos durante muchos de los años venideros. Mientras tanto, nuestros esfuerzos han sido premiados ya con algunos resultados. Los cazaplanetas han descubierto más o menos cien planetas en órbita alrededor de las estrellas de nuestro vecindario; y la búsqueda no ha hecho más que empezar. Desgraciadamente, la mayoría de esos sistemas planetarios parece ser bastante rara. Aunque recientemente se ha descubierto que algunos de esos planetas se parecen bastante a Júpiter (en lo que se refiere a sus tamaños y a las características de sus órbitas), el propio método de búsqueda aumenta artificialmente el número de planetas grandes que orbitan cerca de su estrella, y además es totalmente incapaz de detectar planetas como la Tierra.

Los planetas como lunas del Sol

¿Quiere esto decir que por el momento sólo hay un sistema solar que nos resulta familiar? En dos artículos complementarios que se publicarán en Icarus tomamos otra postura. En realidad se puede tomar a los planetas como lunas del Sol, y los satélites de los planetas gigantes (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) formados de una forma similar a las de los propios planetas.

La génesis de esta idea se remonta a un tiempo tan lejano como el año 1610, cuando Galileo descubrió las cuatro lunas de Júpiter y urgió a los demás astrónomos a estudiarlas. En aquel tiempo se consideraba que las órbitas de los planetas formaban una maquinaria celestial infalible, con la tierra situada en el centro. Pero Júpiter mostraba la evidencia clara de que no todo giraba alrededor de la Tierra. Más aún, al igual que las órbitas de los planetas, las órbitas de los satélites de Galileo tenían un comportamiento asombrosamente bueno (casi circular, periódicos y situados en el plano ecuatorial del planeta. No hay que decir que esa fue la razón por la que al principio se tomó a estos satélites por planetas de pequeño tamaño.

Orden y caos: Jazz

Desde los días de Galileo se han descubierto muchos más satélites, algunos regulares y otros irregulares (en lo que se refiere a sus órbitas) y la música de las esferas ha dado paso a algo más parecido a un jazz planetario, con un orden y una estructura que se codean con el caos y la casualidad. Cuando se descubrieron los satélites cuyas órbitas eran muy diferentes de las de los planetas, tal como el descubrimiento, en 1898, de la órbita retrógrada de Febe por William Pickering (un satélite retrógrado orbita en sentido contrario a la rotación del planeta, muy parecido a conducir por el carril contrario de una carretera) el modelo de formación de satélites empezó a cambiar hacia un modelo de proceso más aleatorio y catastrófico. De hecho, se sabía que incluso algunos planetas pueden tener un comportamiento caótico si se les da el plazo suficiente. Por todo ello, una mera visión de mundos en colisión llenó la imaginación tanto de los legos como de los propios astrónomos, culminando en la espectacular colisión del cometa Shoemaker-Levy con Júpiter en 1994.

Pero el hecho de saber que los sucesos catastróficos ocurren no implica que no haya un orden oculto entre el caos. Sólo quiere decir que hay que ser cautos al establecer una relación entre unas características particulares y unas causas específicas. Aún siendo probable que la luna terrestre, la luna de Plutón, Caronte, y quizás las lunas de Marte se formasen como consecuencia de la colisión de dos objetos sólidos de considerable tamaño, nuestro estudio sugiere que los satélites regulares de los planetas gigantes pueden considerarse como una ordenada y predecible familia de objetos celestes. Nosotros argumentamos que hay una secuencia que relaciona las propiedades orbitales y otras características de los satélites observados con la masa del planeta gigante y del lejano disco de protosatélite asociado a él. Además, dentro de cada sistema de satélites hay una tendencia a encontrar los satélites más grandes más alejados del planeta.

Discos de gas y satélites

Por último, es probable que ese comportamiento regular se deba, en parte, a la presencia de gas durante la formación de los satélites regulares. Como los planetas gigantes se formaron también en un disco de gas, sus satélites deben enfrentarse con algunos de los mismos fenómenos que se dieron en la formación del planeta. En concreto, la interacción entre planetas y satélites con el disco de gas da como resultado el acercamiento de sus órbitas. Esta evolución puede tener lugar en menos tiempo que el necesario para que se disipe el disco de gas. Esto quiere decir que la órbita del satélite puede ir encogiéndose hasta que al final el satélite se pierde al unirse al planeta gigante (del mismo modo en que un planeta gigante podría unirse a la estrella central).

Por tanto, ¿cómo se evitó la pérdida? Nosotros decimos que un satélite lo suficientemente grande formaría una brecha en el disco de gas (un proceso similar se ha propuesto para la formación de los planetas gigantes). Una vez formada esa brecha, la migración del satélite se estancaría. Y además por medio de una eficiente dispersión de gas en el disco los grandes satélites que crean brechas en el gas podrían haber permitido sobrevivir a los más pequeños y cercanos.

Sería conveniente imaginar que estamos mirando a una distribución planetaria de objetos, con los satélites regulares más grandes, como los satélites de Galileo (Io, Europa, Ganímedes y Calisto), Titán y Titania, cerca de los planetas gigantes de cada sistema (en el sentido de que fueron capaces de abrir una brecha) y los satélites regulares más pequeños, como los que están dentro de la órbita de Titán, quizá análgos a los planetas terrestres (en el sentido de que se formaron según se iba condensando el gas disperso). Nuestro propio sistema solar contiene cuatro planetas gigantes (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno). Pero, de momento, los indicadores muestran que los sistemas planetarios extrasolares podrían contener uno o más planetas gigantes. Por tanto, quizá encaje que Titán sea el único satélite grande de Saturno, mientras que Júpiter tiene cuatro satélites grandes.

Sintonizando

¿Dónde nos lleva esto? Aunque al principio es difícil comprender el jazz planetario, eso no significa que sea arbitrario o que no tenga una estructura discernible. Tenemos la suerte de poder escuchar unas pocas piezas más antes de aventurarnos a adivinar cuales podrían ser las reglas y qué forma podría tomar esa música. Tenemos la esperanza de que nuestras nociones básicas sobre su esbozo general podrían ser correctas, y de que sabiendo hacia dónde mover el dial podríamos sintonizar con el tiempo esa música mientras aprendemos a suprimir el ruido y los siseos de la grabación.

Si ocurre así, podría también ser posible desarrollar modelos fiables para reducir la diversidad de los sistemas planetarios extrasolares y la de sus satélites, y empezar a enfrentarnos con sentido a la pregunta de si esos sistemas podrían albergar vida.

Por supuesto, se requerirá mucho más trabajo para verificar nuestras hipótesis. La próxima visita de una nave Cassini al sistema de satélites de Saturno, especialmente al enigmático y nuboso Titán, podría proporcionar la oportunidad de comprobarlo. Esta luna tiene una atmósfera más densa que la de la Tierra; es sólo un poco más pequeño que Marte; y podría haber producido el tipo de química orgánica que en la Tierra dio origen a la vida. Las sirenas de Titán cantan. Un mundo aislado espera.