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Detección de un planeta semejante a la Tierra en otro sistema planetario

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Barcelona, a 27 de abril de 2007

Un equipo de astrónomos europeos trabajando en el ESO ha hecho pública los últimos días la detección, por primera vez, de un planeta con características similares a las de la Tierra situado dentro de la zona de habitabilidad de su sistema, en torno a la estrella Gliese 581. Se trata del más pequeño de los planetas extrasolares detectados hasta el momento. Tiene, presumiblemente, una superficie similar a la de nuestro planeta y es el primero que podría tener una temperatura apropiada para la existencia de agua líquida, requerimiento indispensable para el desarrollo de la vida tal como la conocemos. Por esta razón, el nuevo planeta, bautizado con el nombre de Gl581 c, será un objetivo prioritario para las futuras misiones espaciales destinadas a la búsqueda de vida extraterrestre: el satélite Darwin de la ESA y la TPF de la NASA.

Impressió d'un artista sobre l'aspecte del planeta Gl581 c
Impresión artística del sistema en torno a Gl581
Cortesía del ESO Press

La búsqueda de planetas extrasolares

Si hace escasamente 20 años la posibilidad de encontrar planetas más allá de nuestro propio Sistema Solar no era más que un sueño, en estos momentos es una realidad. A día de hoy, se conocen del orden de 200 planetas extrasolares, y se prevé que este número aumente exponencialmente en un futuro cercano, gracias a la mejora de la precisión de los instrumentos de observación sobre la Tierra y al envío de expediciones con este objetivo al espacio, como por ejemplo Gaia , o COROT , lanzada con éxito el 27 de diciembre de 2006, la cual, encontrándose todavía en fase de calibración y prueba, ha detectado ya un primer planeta .

El grupo de investigadores europeos - suizos, franceses y portugueses - que ha detectado este nuevo planeta extrasolar fue el pionero en esta apasionante empresa, hallando las primeras evidencias de la existencia de un planeta más allá de nuestro sistema, en el año 1995, alrededor de la estrella 51 Peg.

La detección de estos planetas tan lejanos se lleva a cabo por medio de diversos métodos, mayoritariamente indirectos, ya que nuestra tecnología no nos permite realizar observaciones directas de los mismos. De los diversos métodos existentes:

  1. Velocidad radial
  2. Astrometría
  3. Tránsito
  4. Interferometría (método directo)

el más fructífero hasta el momento es la observación de pequeñas variaciones en la velocidad radial de las estrellas, causadas por otros cuerpos invisibles para nosotros, como por ejemplo planetas.

A grandes rasgos, este método consiste en medir la velocidad con la cual una estrella se nos aleja o aproxima, sustrayendo a esta cantidad nuestra propia velocidad. Si el resultado de la medida no es una constante, sino que oscila alrededor de un determinado valor, puede concluirse que la estrella no está gravitatoriamente aislada. Además, la manera exacta en que se producen estas oscilaciones es indicativa de la naturaleza - si se trata de otras estrellas o de planetas -, distancia y número de los objetos inobservables del sistema.

Naturalmente, estas oscilaciones de la velocidad radial son tanto mayores cuanto más pequeña es la diferencia de masas entre la estrella observada y el objecto a detectar, y cuanto más cercanos son los dos cuerpos. Por esta razón, la mayor parte de los planetas extrasolares encontrados hasta ahora son tan o más masivos que Júpiter y tienen órbitas muy cercanas a su estrella, condiciones que hacen absolutamente imposible la vida.

Por la misma razón, las estrellas del tipo de Gliese 581, más pequeñas que nuestro Sol, son especialmente apropiadas para la detección de planetas terrestres poco masivos. Además, dado que estas estrellas emiten una cantidad de luz mucho menor que el Sol, la zona a su alrededor en la cual es posible la existencia de agua líquida (zona habitable) es mucho más próxima. Así, aumentan las probabilidades de hallar planetas terrestres dentro de la zona habitable. Todo ello hace que sean objetos idóneos para la búsqueda de planetas donde pueda existir la vida, ya que los planetas dentro de la zona habitable son mucho más fácilmente detectables en este tipo de estrellas que en los otros.

El sistema de Gliese 581

El sistema de Gliese 581

Gliese 581 es una estrella de tipo M3, una enana roja, una estrella pequeña, fría y poco luminosa. Esta clase de estrellas es la más numerosa de nuestra galaxia; de hecho, de las 100 estrellas más cercanas a nuestro Sol, 80 son enanas rojas, y entre ellas se encuentra esta, situada a "solo" 20.5 años luz.

Dos años atrás, este mismo grupo de investigadores europeos hizo público el hallazgo de un planeta de masa similar a la de Neptuno girando alrededor de esta estrella en una órbita muy cercana. Desde entonces, han seguido realizando observaciones - cada vez más finas - del sistema, y lo que ahora publican son los resultados del análisis de este nuevo conjunto de datos:

Donde primeramente solo habían podido detectar un planeta masivo y cercano, pueden asegurar ahora la existencia de al menos 2 planetas más, gracias a la precisión notablemente mayor de las nuevas medidas. Las variaciones en la velocidad que se han detectado son solo de entre 2 y 3 m/s (unos 9 km/h),¡la velocidad de alguien que camina deprisa!

Con estos nuevos descubrimientos, Gliese 581 pasa a ser un sistema formado, por lo menos, por 3 planetas:

Fotografia del camp on es troba l'estrella Gliese 581
Imagen de la estrella Gliese 581, también conocida como V* HO Lib, en SERC /ER/ DSS2

Con estos nuevos descubrimientos, Gliese 581 pasa a ser un sistema formado, por lo menos, por 3 planetas:

Gliese 581 b

El primero Gl 581 b, parecido a Neptuno, tiene una masa casi 16 veces mayor que la de la Tierra y gira en una órbita muy cercana a su estrella, completando una vuelta entera en solo 5.4 días. Fue descubierto por este mismo grupo de investigadores en 2005.

Gliese 581 c

El segundo, Gl 581 c, es el más pequeño y parecido a la Tierra de los planetas extrasolares descubiertos hasta ahora. Con una masa solo 5 veces mayor y un radio de 1.5 veces el terrestre, la gravedad sobre su superficie es solo 2.2 veces la que tenemos aquí. Gira alrededor de su estrella en una órbita 14 veces menor que la de la Tierra, con un período de 12.9 días, pero dado que lo hace en torno a una enana roja, mucho menos luminosa que el Sol, se sitúa en el interior de la zona habitable, según muestran los modelos.

Los cálculos de los especialistas indican que la temperatura en su superficie podría estar entre los 0 y los 40 ºC, de manera que el agua, si hubiese, se encontraría probablemente en estado líquido. Estas previsiones son, a pesar de todo, aventuradas, ya que la temperatura en la superficie de un planeta no depende solo de la estrella en torno a la cual gira y del radio de su órbita. Debe tenerse además en consideración la capacidad del mismo para reflejar la luz que le llega del exterior (albedo), una característica de Gl581 c que todavía desconocen los científicos.

Gliese 581 d

Por lo que respecta al tercero y más lejano de los planetas, descubierto a la vez que el anterior, es también notablemente pequeño, con una masa poco más de 8 veces superior a la de nuestro planeta y gira en una órbita de entre 83 y 84 días.

La instrumentación utilizada

Llegar a estar en condiciones de efectuar descubrimientos como estos ha requerido una evolución extraordinaria de los instrumentos de detección en los últimos años. Una de las joyas para la búsqueda de planetas extrasolares es el HARPS , un instrumento instalado en el telescopio de 3.6 metros de diámetro que el ESO tiene en La Silla, Chile. Debe remarcarse que 11 de los 13 planetas con masas menores que 20 veces la masa de la Tierra conocidos, han sido descubiertos con este instrumento, y 4 de los 5 encontrados alrededor de enanas rojas, por este mismo equipo.

Vista de l'espectrògraf HARPS obert
Aspecto del HARPS abierto, cuando aún se hallaba en Ginebra.
Cortesía del ESO

Vista aèria dels observatoris a La Silla, Xile
Vista aérea de los observatorios en La Silla.
Cortesía del ESO

Variaciones de la velocidad como las necesarias para llevar a cabo estos descubrimientos no pueden ser diferenciadas del ruido con el cual están afectadas todas las señales por la mayor parte de los instrumentos actuales. En cambio, con HARPS puede llegarse a obtener una precisión de solo 0.9 m/s, o lo que es lo mismo, de 3.24 km/h, ¡la velocidad de alguien que pasea tranquilamente!

Fuentes de información complementarias

  1. Página de noticias del ESO
  2. Vídeo explicativo del descubrimiento en una página del ESO . También puede encontrarse en YouTube .
  3. Comunicado de prensa de la UNIGE (en francés).
  4. Comunicado de prensa del CNRS disponible en esta página web de la UNIGE (en francés).
  5. Propuesta de publicación; Udry, S. et al., The HARPS search for southern extra-solar planets (formato pdf).
 
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