51 Pegasi b: Así se descubrió el primer planeta alrededor de una estrella distinta del Sol
Nuestra estrella, el Sol, está acompañada por una procesión de planetas. Estamos en uno de ellos, la Tierra, y desde su superficie podemos observar en el cielo los demás planetas del sistema solar. El cielo nocturno también está lleno de miles de estrellas, cuyas posiciones fijas entre sí forman constelaciones.
A partir de nuestras
observaciones del cielo, tal como explica la web especializada The
Conversation, comprendimos que la Tierra y los demás planetas eran esferas
frías que orbitaban alrededor del Sol, mucho más grande y caliente. También
comprendimos que el Sol era una estrella similar a las demás; simplemente su
mayor proximidad es lo que hace que nos parezca muy brillante en comparación
con las otras estrellas que están considerablemente más lejos y, por tanto,
parecen mucho menos luminosas.
Dado que el Sol es una
estrella como las demás, surge naturalmente una pregunta: ¿las demás estrellas
también tienen planetas en su órbita? Y si existen, ¿tienen estos exoplanetas o
planetas extrasolares características similares a las de los planetas del
sistema solar, o son muy diferentes? ¿Son estos posibles planetas extrasolares
muy abundantes, o son raros, con solo unas pocas estrellas que los albergan? Y
por último, si algunos exoplanetas son similares a la Tierra, ¿han experimentado
la aparición y el desarrollo de formas de vida en sus superficies?
Como podemos ver, estas
cuestiones son de gran alcance, desde el punto de vista científico, filosófico
y social. Preguntarlas y tratar de responderlas es también una fuente de muchas
emociones.
El problema de la unicidad
de nuestro universo o de la pluralidad de mundos ha sido abordado regularmente,
desde la Antigüedad y a lo largo de la historia. A partir de la revolución
copernicana del heliocentrismo, en el siglo XVI, se entendió que los planetas
del sistema solar eran estrellas similares a la Tierra y, por tanto,
susceptibles de constituir nuevos mundos. Giordano Bruno llegó a afirmar la
existencia de exoplanetas alrededor de otras estrellas, que además estaban
habitados.
En el siglo XVII, sobre todo
con Johannes Kepler e Isaac Newton, el conocimiento estaba maduro para un
enfoque verdaderamente científico de la cuestión de los exoplanetas: si
realmente existen, ahora sabemos más o menos cuál debe ser su movimiento
alrededor de sus estrellas anfitrionas. De hecho, pocos astrónomos han dudado
de su existencia desde entonces; puesto que el Sol está acompañado de un
sistema planetario, parece razonable suponer que muchas, si no todas, las demás
estrellas también lo están.
Pero tal observación es
ardua y desafiante, y estuvo fuera del alcance de los telescopios durante
siglos. Como los posibles exoplanetas son más pequeños y mucho menos masivos
que sus estrellas anfitrionas, sus efectos sobre estas son tenues. Y obtener
una imagen directa de un exoplaneta junto a su estrella sería como fotografiar
con éxito un ave marina volando alrededor de un faro a varios miles de
kilómetros de distancia.
Con la mejora de los
instrumentos astronómicos, no fue hasta finales del siglo XX cuando se
emprendieron programas que tenían posibilidades de detectarlos, pero estos no
tuvieron éxito durante mucho tiempo por la dificultad de la tarea.
El primer exoplaneta fue
detectado a mediados de los años 90 por los astrónomos suizos Michel Mayor y
Didier Queloz en el Observatorio de Alta Provenza (Francia).
Utilizando y perfeccionando
el llamado método de la velocidad radial, obtuvieron este resultado midiendo
con gran precisión el movimiento de una estrella e interpretando sus ligeras
variaciones periódicas como causadas por la presencia de un planeta. Tras
verificar sus análisis varias veces, presentaron con gran emoción el
descubrimiento del planeta 51 Pegasi b en una conferencia en Florencia el 6 de
octubre de 1995. Sus resultados se publicaron al mes siguiente en la revista
Nature.
Este anuncio provocó una
conmoción y una emoción compartida por toda la comunidad científica: si la
existencia de planetas extrasolares era poco discutida, su descubrimiento la
hizo realidad, dio por fin la respuesta a esta pregunta centenaria y abrió el
camino a muchas otras detecciones. Los programas de observación y los estudios
teóricos de los exoplanetas se multiplicarán. La exoplanetología se
desarrollará considerablemente a partir de 1995, y cientos de astrónomos de
todo el mundo le dedican ahora sus investigaciones.
El Premio Nobel de Física
que recibieron Michel Mayor y Didier Queloz en 2019 por este descubrimiento
subraya la revolución que supuso para la astrofísica y, más en general, para el
conocimiento humano.
Al comparar sus propiedades
con las predicciones de los modelos teóricos, comprendemos mejor cómo se forman
y evolucionan los sistemas planetarios. Estas detecciones también muestran la
ubicuidad de los planetas en nuestra galaxia –parece que la mayoría de las
estrellas los albergan– y revelan una gran diversidad de planetas. De hecho,
aunque algunos son similares a los del sistema solar, muchos otros tienen
propiedades muy diferentes y a veces sorprendentes.
Un ejemplo son los Júpiter
calientes, es decir, planetas tan grandes y masivos como nuestro Júpiter, pero
situados tan cerca de su estrella que la rodean en sólo unos días. 51 Pegasi b
pertenece a esta categoría. Calentadas por su estrella, las atmósferas de estos
planetas tienen temperaturas superiores a los 1000 °C.
También hay supertierras o
minineptunos, unas dos o tres veces más grandes que nuestro planeta. Según su
estructura interna, pueden ser grandes planetas telúricos o pequeños planetas
gaseosos. Aunque están totalmente ausentes alrededor del Sol, son muy
abundantes alrededor de otras estrellas.
También podemos estudiar las
atmósferas de ciertos exoplanetas, por ejemplo, midiendo su grosor o su
temperatura, identificando especies químicas y detectando movimientos.
Además, mientras que algunos
exoplanetas parecen estar solos en órbita alrededor de su estrella, muchos
otros se encuentran en sistemas con varios planetas que giran alrededor del
mismo astro, a veces en órbitas muy cercanas. Algunas órbitas son especialmente
excéntricas o inclinadas, lo que no ocurre con los planetas del sistema solar.
Estas diferentes configuraciones son probablemente la firma de varios tipos de
evolución dinámica.
Por último, empiezan a
detectarse exoplanetas con propiedades similares a la Tierra, como el tamaño,
la masa o la distancia a su estrella. Se están desarrollando nuevos
instrumentos para intentar detectar un mayor número de ellos y estudiarlos con
mayor precisión mejorando las técnicas utilizadas actualmente. Se están
empezando a diseñar métodos para detectar posible vida en estos objetos,
incluido el estudio de sus atmósferas, y deberían ponerse en práctica en las
próximas décadas.
Vivimos, pues, un periodo
privilegiado, sin precedentes y especialmente apasionante. Después de siglos de
espera, empezamos a tener pruebas muy concretas para comparar la Tierra y el
sistema solar con otros sistemas planetarios, y saber por qué son únicos… o muy
comunes.
Estas cuestiones están
directamente relacionadas con el lugar que la Tierra y nosotros mismos ocupamos
en el universo. Sus respuestas tienen grandes implicaciones desde el punto de
vista científico, pero van mucho más allá.
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