Como se descubren los exoplanetas

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De vez en cuando los medios de comunicación atraen nuestra atención con el descubrimiento de un nuevo planeta extrasolar, surgen entonces preguntas como: ¿son habituales los planetas extrasolares? ¿Como se descubren? ¿Porqué tienen tanto interés los científicos en el descubrimiento de otros planetas? ¿Son similares a la Tierra?

En primer lugar indicar que se denomina exoplaneta o planeta extra solar a quellos planetas que se encuentran fuera de nuestro sistema solar. Aunque es posible que existan planetas aislados en nuestra galaxia, todos los que se conocen giran alrededor de una estrella. Para denominarlos se emplea el número de catálogo de la estrella seguido de una letra minúscula, una "b" para el primer planeta descubierto en una estrella, una "c" para el segundo y así sucesivamente. La letra se asigna por orden de descubrimiento y por tanto no tiene relación con la proximidad del planeta a la estrella. Por ejemplo HD189733b, el número corresponde al número de la estrella en el catálogo Henry Draper y la "b" indica que es el primer planeta descubierto alrededor de esa estrella.

En nuestra galaxia hay unos cien mil millones de estrellas. Se cree que la mayoría de las estrellas no nacen aisladas, lo hacen en sistemas de dos o más estrellas, o rodeadas de un sistema planetario, por lo que en principio hay millones de candidatos para encontrar exoplanetas.

En los catálogos de estrellas próximas al Sol, más de la mitad son dobles, grupos de dos estrellas que se hallan ligadas por la atracción gravitatoria mutua. En principio esta frecuencia se debe dar en el resto de la galaxia. La estrella más próxima al Sol, Alfa Centauri es un sistema de tres estrellas girando todas en torno a un centro común. Algunos autores aumentan hasta un 75% las estrellas dobles y múltiples. Parece que es bastante normal que el disco de gas y polvo que da origen a una estrella contenga suficiente materia para crear dos o más.

Hasta 1995 la única estrella con planetas conocidos era el Sol y el sistema planetario que habitamos. En ese año se descubrió el primer planeta girando alrededor de otra estrella, fue en 51 Pegasi. Desde entonces se han descubierto 420 estrellas con algún planeta a su alrededor, y son más de 500 los exoplanetas figuran en los catálogos.

En la actualidad no hay construido ningún telescopio capaz de fotografiar el disco de una estrella, están tan lejos que solo se ven como un punto sin dimensiones. Entonces ¿como se descubren los exoplanetas? Es eviudente que si no se ve el disco de la estrella más difícil aún es ver el del planeta. Para descubrirlos se emplean métodos indirectos: variaciones en la luminosidad y en el movimiento de la estrella.Órbita de un planeta alrededor de una estrella
Si se tiene la suerte de que el planeta, visto desde la Tierra, cruza por delante de la estrella, durante el tiempo que pasa por delante oculta ligeramente a la estrella, lo que produce una pequeñísima disminución de su brillo. La variación del brillo da información adicional sobre el tamaño de la estrella, del planeta, la distancia a la que se mueve, etc. Ver artículo sobre la estrella HD 189733 en esta misma página.

Otra opción es detectar los movimientos de la estrella. Habitualmente decimos que, por ejemplo, la Tierra gira alrededor del Sol, lo cual no es exactamente cierto. Recordemos la imagen del lanzador de martillo, dentro de su red de protección vemos que el lanzador hace girar la pesa, pero si nos fijamos vemos que el atleta no está girando erguido, si no que también está arqueado. El verdadero eje de giro pasa por el ombligo del atleta, en tanto el resto del cuerpo se arquea en sentido contrario para compensar la fuerza ejercida por el martillo sobre él. Si el martillo fuese transparente, o tan pequeño que no lo viésemos, podríamos detectar su existencia por el arqueo del cuerpo. En la foto inserta, además la posición del pelo de la lanzadora muestra claramente que ella también sufre los efectos de la fuerza centgrífuga.El lanzador de martillo gira alrededor del centro común de masas.

Igual le sucede a la Tierra con la Luna, o al Sol con los planetas. Dada la gran diferencia de masas existente entre el Sol y la Tierra, el movimiento de la Tierra es muchísimo más evidente que el del Sol, pero este también se mueve. Un observador muy alejado, que no viese la Tierra, podría detectar su existencia por el movimiento del Sol. Cuando la Tierra se acercase al observador el Sol se alejaría y viceversa. Y, ¿Como se detecta ese alejamiento-acercamiento?.

El efecto Doppler hace que cuando una fuente luminosa se aleja del observador el color de su luz parece más rojo, y cuando se acerca más azul. El fenómeno es el mismo que se percibe cuando un automóvil se aproxima, su sonido parece más agudo y cuando se aleja más grave. Detectando esas variaciones de color en las estrellas se puede inferir que debe haber un cuerpo girando a su alrededor.La estrella también muestra un pequeño movimiento de giro.

Los dos métodos de detección tienen un sesgo importante en cuanto al tamaño de los planetas descubiertos. Los planetas grandes del tamaño de Júpiter o más, son mucho más fáciles de descubrir. Esto influye en que la mayoría de los planetas descubiertos son mucho más grandes que la Tierra. Solo cuando las técnicas de detección se afinan es posible descubrir planetas de tamaños similares al nuestro.

Esto nos lleva a otra pregunta importante ¿por qué tanto interés en el descubrimiento de exoplanetas? La respuesta tiene que ver con la posibilidad de encontrar vida en otro punto del universo. Desde hace muchos años los científicos persiguen el hallazgo de vida fuera de la Tierra, y los planetas fuera del sistema solar son los candidatos perfectos. De ahí también que se busquen planetas pequeños, ya que los grandes como Júpiter o más, son inmensas esferas gaseosas y malos candidatos para albergar vida. Otra característica para que puedan albergar vida es que se encuentren a una distancia de su estrella que no sea ni muy próxima ni muy alejada. Ya que fuera de este estrecho margen las temperaturas son muy elevadas o muy bajas, y en cualquiera de ambos casos el desarrollo de la vida es muy complicado.

En marzo de 2010 se lanzó la sonda Kepler, y entre sus misiones está la búsqueda de planetas extrasolares, en la actualidad puede haber detectado más de 700. Recientemente se ha descubierto uno en la estrella Gliese 581 que ha saltado a los medios de comunicación, por que tiene una masa de tres veces la terrestre y está orbitando dentro un radio habitable. Además es el sexto que se descubre girando alrededor de esta estrella.

Es de suponer que en los próximos años asistiremos a un incremento notable en el descubrimiento de este tipo de astros.

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