La existencia de planetas alrededor de estrellas es más la norma que la excepción

Un equipo internacional, que incluye a tres astrónomos del Observatorio Europeo Austral (ESO), ha utilizado la técnica de microlentes gravitacionales para calcular hasta qué punto son comunes los planetas en la Vía Láctea. Tras seis años de búsquedas, en los que se cartografiaron millones de estrellas, el equipo concluyó que la existencia de planetas alrededor de estrellas es la norma, más que la excepción. Los resultados aparecerán en la revista Nature del 12 de enero de 2012.

A lo largo de los últimos dieciséis años, los astrónomos han detectado más de 700 exoplanetas confirmados [1] y han iniciado el estudio de los espectros y las atmósferas de esos mundos. Pese a que estudiar las propiedades individuales de los exoplanetas es de un valor innegable, permanece una interrogante mucho más básica: ¿hasta qué punto es común la existencia de planetas en la Vía Láctea?

La mayor parte de los exoplanetas conocidos actualmente fue detectada tanto por la técnica del efecto gravitacional del planeta sobre su estrella anfitriona (que genera un leve bamboleo en la misma) como al capturar su presencia al pasar por delante de su estrella y oscurecerla ligeramente. Ambas técnicas son adecuadas para la detección de planetas masivos o de aquellos que están cerca de su estrella (o ambas circunstancias juntas), lo que implica que son muchos los planetas que no se detectan.

Un equipo internacional de astrónomos ha buscado exoplanetas usando un método totalmente diferente — microlentes gravitacionales — que puede detectar planetas con un amplio rango de masas y que además pueden estar bastante más lejos de sus estrellas.

Arnaud Cassan (del Instituto de Astrofísica de París), que lidera este artículo de Nature, explica: "Hemos buscado evidencia de la existencia de exoplanetas durante seis años observando con la técnica de microlentes gravitacionales. Sorprendentemente, estos datos muestran que los planetas son más comunes que las estrellas en nuestra galaxia. También encontramos que los planetas más ligeros, como las súper-Tierras o los Neptunos fríos, deben ser más comunes que los planetas pesados."

Los astrónomos utilizaron observaciones proporcionadas por los programas PLANET [2] y OGLE [3], en los que se detectan exoplanetas por el modo en que el campo gravitacional de su estrella anfitriona, combinado con el de los posibles planetas, actúa como una lente, magnificando la luz de la estrella de fondo. Si la estrella que actúa como una lente tiene un planeta en su órbita, el planeta puede contribuir a la hora de detectar el efecto de iluminación de la estrella de fondo.

 

Jean-Philippe Beaulieu (del Instituto de Astrofísica de París), que lidera la colaboración PLANET, añade: "La colaboración PLANET se creó para hacer el seguimiento de eventos de microlente prometedores con una red mundial de telescopios ubicados en el hemisferio sur, desde Australia y África del sur, hasta Chile. Los telescopios de ESO han contribuido de forma muy importante a estos cartografiados.”

 

Las microlentes son herramientas muy poderosas, con el potencial de detectar exoplanetas que, de otra manera, podrían no haber sido descubiertos jamás. Pero, para utilizar la técnica de microlente y ver algo, se requiere de un alineamiento poco común entre una estrella de fondo y otra que haga de lente. Y, para detector un planeta durante el acontecimiento, también se necesita una coincidencia adicional de alineamiento de la órbita del propio planeta.

 

Pese a que, por todos estos motivos, sea una tarea difícil encontrar un planeta utilizando esta técnica de microlentes, los datos de estos seis años utilizados en los análisis han permitido la detección de tres exoplanetas en las búsquedas de los programas PLANET y OGLE: una súper-Tierra [4], y planetas con masas comparables a las de Neptuno y Júpiter. Teniendo en cuanta los estándares de la técnica de microlentes, se trata de un impresionante botín. Al detectar estos tres planetas, o los astrónomos fueron sumamente afortunados y les ha tocado la lotería (pese a lo extraño que parezca) o, sencillamente, los planetas son tan abundantes en la Vía Láctea que era algo prácticamente inevitable [5].

Posteriormente, los astrónomos combinaron la información relacionada con estas tres detecciones positivas de exoplanetas con otras siete detecciones llevadas a cabo anteriormente, así como con un gran número de no-detecciones en los valiosos datos obtenidos durante seis años — las no-detecciones son igualmente importantes para el análisis estadístico y son mucho más numerosas. La conclusión fue que una de cada seis estrellas estudiadas aloja un planeta de masa similar a la de Júpiter, la mitad tienen planetas de masa similar a la de Neptuno y dos tercios tienen súper-Tierras. El cartografiado era sensible a la detección de planetas que estuvieran a una distancia de su estrella de entre 75 millones de kilómetros y 1.500 millones de kilómetros (en el Sistema Solar este rango incluye todos los planetas desde Venus a Saturno) y con rangos de masas que van de cinco veces la masa de la Tierra hasta diez veces la de Júpiter.

 

La combinación de los resultados sugiere firmemente que el porcentaje de planetas alrededor de estrellas es mayor que uno. Más que la excepción, son la norma.

“Antes creíamos que la Tierra podría ser única en nuestra galaxia. Pero ahora parece que, literalmente, hay miles de millones de planetas con masas similares a la de la Tierra orbitando estrellas en la Vía Láctea,” concluye Daniel Kubas, co-autor de este artículo.

Notas.

[1] La misión Kepler está descubriendo ingentes cantidades de “candidatos a exoplanetas” que no se incluyen en este número.

[2] Probing Lensing Anomalies NETwork. Más de la mitad de los datos del cartografiado PLANET utilizados en este estudio provienen del telescopio danés de 1,54 metros ubicado en el Observatorio de La Silla de ESO.

[3] Optical Gravitational Lensing Experiment.

[4] Una súper-Tierra tiene una masa de entre dos y diez veces la masa de la Tierra. Hasta ahora se ha publicado el hallazgo de doce planetas utilizando las microlentes con varias estrategias observacionales.

[5] Los astrónomos cartografiaron millones de estrellas buscando eventos de microlente. Entre los años 2002 y 2007 solo se detectaron 3.247 eventos de este tipo, ya que el preciso alineamiento necesario es muy poco probable. Los resultados estadísticos se infirieron de las detecciones y las no detecciones de un subgrupo representativo de 440 curvas de luz.

 Más detalles en el Artículo científico en Nature (PDF en ingés)