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¿Cuántos planetas hay? (II)

Lunes, 5 de diciembre de 2011 Dejar un comentario Ir a comentarios

Hablábamos hace unos días de lo que uno inmediatamente piensa por "planeta" cuando escucha tal palabra. Mercurio, Venus…etc. O al menos así era hasta hace unos pocos años, seguramente no más de diez. Esta percepción parece bastante lógica, porque a mediados del siglo XX se empezó a trabajar intensamente en la exploración del Sistema Solar, y en las últimas décadas son decenas las misiones espaciales que se han enviado a diferentes planetas, cometas y satélites. El resultado de estas exploraciones ha llegado en buena medida al público general que ha visto detalladas imágenes de Marte enviadas por las sondas Viking y Mars Pathfinder, ha visto a Aldrin y Armstrong caminar por primera vez sobre la luna, y también espectaculares fotos que las sondas Voyager enviaron de los planetas más externos de la vecindad solar. De hecho, en relación a las Voyager, me parece increíble que a pesar de los 35 años que llevan volando y de los más de 140 millones de km que las separan de la Tierra, aún hoy seguimos estableciendo comunicación con ellas… sin ir más lejos desde el complejo de comunicaciones espaciales de Madrid, en Robledo de Chavela.

Pero incluso aunque la exploración del Sistema Solar tenga aún mucho camino por recorrer, decía antes que en los últimos años la palabra "planeta" no está necesariamente ligada a nuestro entorno. La idea de mundos (y vida) alrededor de otras estrellas se remonta seguramente a los albores de la imaginación humana, pero los científicos no empezaron a pensar en poderlos encontrar de manera realista sino hasta la pasada década de los 80. Curiosamente los dos primeros planetas extrasolares detectados (y confirmados como tales) no se encontraron orbitando alrededor de una tranquila estrella de medio pelo (como lo es nuestro querido Sol), sino en un extraño lugar donde a nadie se le habría ocurrido encontrar tal cosa: el púlsar PSR B1257+12 que se encuentra en la constelación de Virgo a unos 2000 años luz de nosotros pasó a la fama en 1992 por albergar dos planetas de un tamaño aproximadamente el doble del de nuestra Tierra. Los descubridores de tal hallazgo fueron el polaco Alexander Wolszczan y el canadiense Dale Frail.

Los púlsares (véase una recreación artística de uno a la derecha) son estrellas de neutrones de tamaños minúsculos que giran a velocidades vertiginosas (en concreto PSR B1257+12 posee un diámetro de unos 30 km y un período de rotación de 6 milisegundos, o lo que es lo mismo, gira unas 160 veces por segundo!) por lo que no estaba claro como en entornos tan dinámicamente activos era posible que se formaran planetas. Una curiosidad es que tanto el descubrimiento de este púlsar como las observaciones que desvelaron la presencia de estos exoplanetas se hicieron en el radiotelescopio de Arecibo en Puerto Rico, antena que todos hemos visto en la película "Contact" basada en la novela homónima de Carl Sagan. Curiosamente este telescopio proporciona hoy en día los datos del proyecto SETI@home que busca detectar emisiones radio de civilizaciones extraterrestres.

El método para detectar estos planetas alrededor de púlsares es bastante sencillo de entender. Los púlsares tienen un período de rotación extremadamente regular, así que la emisión radio que recibimos con un radiotelescopio tiene un período bastante bien definido. Sirva como ejemplo el siguiente vídeo que muestra una representación auditiva de los pulsos electromagnéticos que se detectan en algunos púlsares famosos:

embedded by Embedded Video

YouTube link http://www.youtube.com/watch?v=gb0P6x_xDEU

Ahora imaginemos un pequeño planeta que gira en torno a uno de estos púlsares. Éste tira gravitatoriamente del planeta del mismo modo que el planeta ejerce atracción sobre el púlsar, o en otras palabras, ambos cuerpos girarán en torno al centro de masas común del sistema. En el caso del sistema PSR B1257+12 y el mayor de sus planetas (denominado B por ser el segundo en distancia) el centro de masas se encuentra a unos 700 km del púlsar (recordemos que su diámetro es de unos 30 km). Para calcular este dato sólo tenemos que saber que el planeta B tiene una masa estimada de 4.3 veces la masa de la tierra y está orbitando a unas 0.36 unidades astronómicas del púlsar).

Desde nuestro sistema de referencia en la Tierra, el púlsar tendrá una pequeñísima oscilación en torno a su centro de masas, que se sumará a la rotación intrínseca de la estrella de neutrones. Por tanto el pulso periódico que emite se verá modulado a su vez por esta otra oscilación casi imperceptible.

Los residuos que quedan después de restar el período del púlsar permiten determinar el semieje mayor de la órbita del objeto que produce la perturbación (el supuesto planeta), así como tener un límite superior para su masa.

Por supuesto que todo esto se complica cuando en vez de tener un único planeta tenemos un sistema planetario con varios componentes. Cada planetilla ejercería entonces un pequeño tirón sobre el púlsar y modularía ligeramente su pulso intrínseco. Así que se vuelve aún más complicada la demodulación. Sería el caso de PSR B1257+12 en el cual se habrían detectado 4 planetas de diferentes tamaños y distancias orbitales.

La ventaja de este método es que es bastante preciso ya que las señales de los púlsares se pueden digitalizar con bastante resolución temporal al ser captadas por los radiotelescopios. Además al ser los púlsares relojes naturales tan precisos es fácil detectar pequeñísimas anomalías en su período debidas a planetas relativamente pequeños, incluso más pequeños que la Tierra. Ningún otro método permite descubrir planetas tan pequeños.

La desventaja es que no existen muchos púlsares conocidos lo cual limita mucho los potenciales planetas a descubrir. De hecho, a día de hoy, menos de una decena de planetas extrasolares se han descubierto usando esta técnica. Además, otro punto que le quita algo de interés al asunto es que todos estos planetas no albergarían vida casi con toda probabilidad. Los púlsares son estrellas de neutrones que quedan como residuo tras la reciente explosión de una estrella masiva en forma de supernova. Por lo tanto cualquier planeta en la zona habría tenido que formarse en algún momento posterior a la explosión y estaría sometido a intensas radiaciones muy energéticas que impedirían la formación de vida.

Existen por supuesto otros métodos, pero los vamos a dejar para la próxima entrega. Además aún nos queda por contestar a la pregunta del título.

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