Vida inteligente fuera de la Tierra. Implicaciones teológicas (II). ¿Cuántos planetas hay por cada estrella de nuestra galaxia?

En la entrada anterior se vio que el número de estrellas de nuestra galaxia era enorme. Además, el conocimiento acumulado en estos más de 25 años desde el descubrimiento del primer planeta orbitando alrededor de una estrella similar al sol (51 Peg b, Mayor & Queloz, 1995) parece indicar que la formación de exoplanetas es un fenómeno tremendamente común. Siendo la formación planetaria más la norma que la excepción, es de esperar que exista igualmente un número extraordinariamente elevado de planetas en la Vía Láctea. Y lo que se conoce hasta la fecha parece apuntar en ese sentido, aunque va a depender en gran medida del tipo de estrella del que estemos hablando.

El diagrama H-R nos muestra cómo se distribuyen las estrellas en función de su luminosidad y temperatura. Para entender bien la figura que se muestra más abajo hay que saber que la temperatura decrece de izquierda a derecha y  la luminosidad aumenta de abajo a arriba. De esta manera, las estrellas más luminosas y calientes estarán situadas en la parte superior izquierda de este diagrama. Son las estrellas que tienen tipos espectrales O, B, A.  Para este tipo de estrellas la formación planetaria es prácticamente imposible ya que emiten fuertes vientos y grandes cantidades de radiación ultravioleta lo que hace muy improbable que un planeta se pueda formar antes de que que todo el material del disco protoplanetario sea expulsado al espacio interestelar. Estos fenómenos son tan intensos, en especial en las estrellas de tipo O, que impiden la formación planetaria no solamente alrededor de la propia estrella sino también en estrellas vecinas situadas a menos de 0.1 años-luz. 

 

Diagrama H-R (fuente: wikipedia). 

La parte central del diagrama H-R está ocupada por las estrellas de tipos espectrales F-G-K. Es en este grupo donde se encuentra el Sol (tipo espectral G2), por lo que la existencia de planetas alrededor de estos tipos de estrellas no debería ser algo extraordinario. Y, efectivamente, así ocurre. Aunque las incertidumbres son todavía grandes, los estudios realizados apuntan a una proporción de estrellas F-G-K con planetas oscilando entre el 3% y el 40% (Hsu et al. 2019)

Finalmente, el extremo inferior derecho del diagrama H-R se encuentra ocupado por las estrellas más pequeñas y frías. Este tipo de objetos son los más numerosos, representando un 70-75% de las estrellas de la Secuencia Principal. Y es precisamente en este tipo de estrellas donde encontramos la probabilidad más alta de existencia de exoplanetas. Prácticamente existe un planeta por estrella, con una gran abundancia de sistemas de más de un planeta (Hardegree-Ullman et al. 2020). Por tanto, no solamente tenemos muchas estrellas en la Vía Láctea sino que, justamente el grupo que es más numeroso, es el que tiene mayor probabilidad de albergar planetas. La cosa tiene muy buena pinta...

¿Cómo son los planetas extrasolares descubiertos hasta la fecha?

La ciencia-ficción no ha regalado toda una colección de planetas sorprendentes. Tatooine, el planeta con dos soles de Star Wars, Pandora, la luna de Avatar o la clasificación planetaria de Star Treck, son solamente algunos ejemplos que han surgido de la imaginación de escritores y guionistas. 

Sin embargo, una vez más, la realidad ha superado a la ficción y la naturaleza nos ha obsequiado con mundos ni siquiera imaginados. Veamos, a continuación, algunos ejemplos:

• 55 Peg b. El primer exoplaneta descubierto, también conocido como Dimidio, mostró ya características incompatibles con los modelos de formación planetaria manejados en aquel momento por la comunidad astrónomica: un planeta con el doble del tamaño de Júpiter y situado más cerca de su estrella de lo que Mercurio se encuentra del Sol (el periodo orbital de Dimidio, esto es, lo que tarda en dar una vuelta alrededor de su estrella es tan solo de 4 días y unas pocas horas) simplemente no podía existir.  Fue necesario replantearse las teorías de formación y evolución planetarias introduciendo un nuevo factor como es la migración planetaria para poder entender Dimidio, el cual constituye en la actualidad el prototipo de toda una nueva clase de planetas extrasolares: los Júpiter calientes. 

Posición y masa de 51 Peg b / Dimidio comparado con nuestro sistema solar (Fuente: exoplanets. org). 

• Kepler 16b. El primer planeta confirmado que orbita alrededor de dos estrellas, al estilo de Tatooine.

Ilustración artística de Kepler 16b. Fuente : NASA / JPL-Caltech

• Kepler 22b. Primer planeta descubierto en la zona de habitabilidad. Kepler 22b es un planeta océano. En este tipo de planetas, la superficie estaría completamente sumergida por un océano de cientos de kilómetros de profundidad sin tierra emergidas. Con seguridad, este tipo de planetas nos recuerdan a los que aparecen en películas como Waterworld o Interstellar.

                

                                                              

                                                                Fuente: Filmaffinity

• WASP 12b: Éste es un planeta tremendamente peculiar con condiciones altamente extremas. Se encuentra tan próximo a su estrella que su temperatura superficial es de 2250 grados Celsius, mayor que muchas estrellas de tipo espectral M. Curioso pensar que un planeta puede ser más caliente que una estrella. Además, la cercanía a su estrella hace que la fuerza de la gravedad de ésta deforme el planeta, haciendo que su forma, más que esférica, se parezca a la de un balón de rubgy. Este "tirón gravitatorio" de la estrella central es la causa de que el planeta esté siendo engullido por su estrella, perdiendo 6000 millones de toneladas de material cada segundo. A este ritmo se estima que el planeta acabará siendo destruido en unos 10 millones de años, un instante en la escala de tiempos astronómicos. WASP 12 b es, asimismo, un planeta peculiar en cuanto a su composición ya que es rico en carbono lo que hace que absorba muchas más luz de la que refleja y que le confiere un característico color negruzco. Igualmente esta abundancia de carbono abre la puerta a la posible existencia de montañas de diamantes y grafito en dicho planeta. 

Representación artística de WASP 12b con su característico color negruzco, su forma achatada y las eyecciones de material hacia la superficie de la estrella. 

Fuente: ESA /Hubble

Éstos son solamente cuatro ejemplos de la enorme diversidad existente entre los exoplanetas. Una cosa que nos podría preocupar es que ninguno de ellos se asemeja a la Tierra ¿No existen planetas rocosos del tamaño de la Tierra y a una distancia de su estrella similar a la de la Tierra al Sol? ¿Cuáles son las condiciones que se tienen que dar para que exista agua liquida en la superficie de un exoplaneta? Éstas son algunas de las cuestiones que abordaremos en nuestra siguiente entrada.