Planetas abundan en sistemas estelares

Planetas gigantes y gaseosos se forman por el enriquecimiento de gas y metal de su estrella anfitriona

Astrónomos han encontrado que los pequeños planetas como la Tierra se forman y abundan en todo tipo de sistemas estelares, mientras que planetas gigantes y gaseosos como Júpiter tienden a formarse alrededor de estrellas con grandes concentraciones de elementos pesados como el hierro y el oxígeno.

Los investigadores, que publicaron su hallazgo en el sitio web de Nature, usaron la sonda Kepler para explorar la naturaleza de exoplanetas, planetas con características de la Tierra que orbitan fuera del Sistema Solar, y las condiciones por las que emergen.

Los resultados se anunciaron en el encuentro de la Sociedad Astronómica Americana que se sostuvo la semana pasada.

Desde los últimos años de la ciencia exoplanetaria, que empezó con el primer descubrimiento de un planeta orbitando a una estrella anfitriona en 1995, se sabe que la mayoría de los mundos foráneos son gigantes como Júpiter, algunas veces mas masivos.

Aquellos planetas gigantes implementan los efectos mas importantes en sus respectivos sistemas planetarios, y son los mas fáciles de detectar.

Así, los investigadores notaron que las estrellas que albergan estos cuerpos masivos tienden a contener niveles relativamente altos de metales (término que los astrónomos utilizan para cualquier elemento más pesado que el hidrógeno y el helio).

Las huellas químicas de dichas estrellas apuntalan al pasado, sobre la formación de primigenios discos de polvo y de gas de los cuales los planetas se congelan, lo que da sospechas de que las grandes reservas de metales alientan a la formación de estos cuerpos.

“Si hay muchas cosas (metales) en el disco (órbita), entonces tenemos muchas posibilidades de encontrar estos planetas calientes tipo Júpiter” dijo el líder y autor del estudio, Lars Buchhave, del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague.

La pregunta sale: ¿Los planetas pequeños como Neptuno y la Tierra se forman con los mismos factores?

Con el advenimiento de instrumentos modernos para la caza de exoplanetas como el telescopio Kepler, un telescopio espectral espacial construido para encontrar cuerpos del tamaño de la Tierra, los astrónomos finalmente han obtenido un vistazo de pequeños habitantes de sistema estelares.

Buchhave y sus colegas tomaron medidas espectrales de 152 estrellas que el Kepler había inspeccionado, y donde la sonda ha proyectado la presencia de 226 planetas en total, muchos de ellos más chicos en diámetro que Neptuno, y unos tanto como la Tierra.

Se encontró que las estrellas anfitrionas de esos mundos diminutos son muy diversas, y abarcan un gran rango de metalicidad.

En promedio, los planetas enanos orbitan estrellas casi tan ricas en metal como el Sol, estrella de composición ordinaria, mientras exoplanetas gigantes tienden a habitar sistemas planetarios aún más enriquecidos en metales.

De acuerdo a modelos teóricos previos, un planeta gigante necesita de un centro sólido para después reunir hielo y gases alrededor de ese núcleo para poder hincharse al tamaño de un Júpiter.

Esto sucede para que el núcleo tome forma antes de que el disco gaseoso se disipe bajo la intensa radiación de una estrella recién formada.

Un ambiente rico en metal acelera el crecimiento del núcleo, ayudando al gigante gaseoso a adoptar morfología antes de que sea tarde.

Por el otro lado, un planeta pequeño y rocoso no es tan dependiente de tal reserva efímera de gas: puede crecer gradualmente, incluso si el gas en el disco proplanetario se ha evaporado.

“En mi opinión, esto apunta sin ambigüedad al hecho de que la formación de planetas gaseosos gigantes es un proceso constreñido” dijo la astrónoma Debra Fischer de la universidad de Yale a Scientific American.

La pregunta, ahora, es el cómo la metalicidad estelar puede surgir antes de que la formación planetaria se dispare enteramente.