La armonía planetaria de TRAPPIST-1

La armonía planetaria de TRAPPIST-1 es una de las cosas que más ha llamado la atención. Desde su descubrimiento, anunciado en febrero de 2017, muchos se han preguntado cómo es posible que los siete planetas se mantengan en órbitas estables a pesar de la cercanía entre ellos. Ahora, un nuevo estudio intenta responder a esa pregunta…

La armonía planetaria de TRAPPIST-1

Este concepto artístico muestra la posible superficie de TRAPPIST-1f.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

No es sorprendente que nuestra atención siga puesta en este pequeño sistema estelar. De sus siete planetas, todos ellos con masas y tamaños similares al de la Tierra, tres están en su zona habitable. Así que podrían tener las condiciones necesarias para albergar vida. Aunque no es menos cierto que algunos estudios ponen en duda que sea así. Pero en todo este tiempo, uno de los grandes quebraderos de cabeza es que todo hacía indicar que el sistema debería ser inestable.

Si simulamos el sistema, en menos de un millón de años los planetas comienzan a chocar entre sí. Es decir, en la escala de tiempo cósmico apenas duraría un suspiro. Así que el hecho de que el sistema esté ahí y lo hayamos podido observar tiene dos posibles lecturas. Una es que hemos sido muy afortunados y hemos observado TRAPPIST-1 antes de su destrucción. La otra es que no es una cuestión de fortuna, si no que hay algo que se encarga de mantenerlo estable.

Ahora, un grupo de investigadores ha publicado un estudio. Han intentado comprender qué es lo que hace que el sistema de TRAPPIST-1 se mantenga estable. El trabajo ha sido publicado en la revista Astrophysical Journal Letters. En él, se menciona que los planetas del sistema están en algo que llaman una cadena resonante. Ese mecanismo sería el encargado de que el sistema se mantenga estabilizado a lo largo del tiempo.

La configuración de TRAPPIST-1

Concepto artístico de los siete planetas de TRAPPIST-1, tal y como los veríamos con un telescopio ficticio e increíblemente potente.
Crédito: NASA

En las configuraciones resonantes, el período orbital de los planetas se puede expresar como un ratio de un número entero. Seguramente esto suene bastante técnico, y de hecho, la resonancia orbital es un tanto compleja de entender. Sin embargo, en nuestro propio Sistema Solar tenemos ejemplos de resonancias orbitales. Por ejemplo, Neptuno completa tres vueltas alrededor del Sol en el tiempo que Plutón tarda en completar dos.

Si no fuese así, Plutón no existiría. Habría desaparecido hace mucho tiempo. Las órbitas de los dos planetas se cruzan, por lo que, si las dos órbitas fuesen completamente aleatorias, en algún momento habrían chocado. Gracias a esa resonancia, el lugar en el que se encuentra cada planeta en relación al otro se repite constantemente a lo largo del tiempo. Es un patrón rítmico que garantiza que el sistema sea estable durante mucho tiempo.

La novedad es que la armonía planetaria de TRAPPIST-1 sucede en una escala completamente diferente. Conocemos casos de dos objetos en resonancia, como es el caso de Plutón y Neptuno. También casos de tres objetos en resonancia. Sucede, por ejemplo, con Ío, Europa y Ganímedes. Pero en este caso estamos ante siete planetas que están en resonancia orbital entre sí. Es una configuración muy poco común.

La configuración de TRAPPIST-1

Una fantasía artística. Visita el sistema de TRAPPIST-1 en un tour pasando por TRAPPIST-1e.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Para intentar ilustrarla, los investigadores han creado una animación, que puedes ver en el vídeo enlazado al final del artículo. En ella, los planetas tocan una nota cada vez que pasan por delante de su estrella. Además, tocan un instrumento de percusión cada vez que un planeta adelanta a su vecino más cercano. Como los períodos orbitales de los planetas son proporciones sencilla del resto, su movimiento crea un patrón repetitivo muy similar a cómo creamos música.

La aceleración de las frecuencias orbitales para que el oído humano pueda escucharlas produce una especie de sinfonía atrofísica. Una que está teniendo lugar a unos 40 años-luz de distancia del Sistema Solar. Siguiendo con la analogía, podríamos decir que en la mayor parte de sistemas tenemos una banda de aficionados a la música. Cada uno toca a su propia velocidad. TRAPPIST-1, sin embargo, es un grupo de siete miembros en el que todos tocan con una sincronización casi perfecta.

Pero aún hay más. Las órbitas sincronizadas no tienen por qué sobrevivir demasiado tiempo. Es necesario que haya alineamientos orbitales muy precisos para que el sistema siga siendo estable. Por eso las simulaciones hechas en el estudio original veían como, rápidamente, los planetas del sistema se desintegraban. Es decir, la armonía planetaria de TRAPPIST-1 es muy exacta. Tanto que los investigadores eran incapaces de medir todos los parámetros orbitales para que sus simulaciones fuesen estables.

Observando su formación

Este concepto artístico muestra un paisaje imaginario desde la superficie de uno de los planetas alrededor de la estrella TRAPPIST-1.
Crédito:
ESO/M. Kornmesser

Para poder superar esa dificultad, los investigadores se fijaron en el sistema. Pero no en el que vemos en la actualidad. Si no en el aspecto que podía tener cuando se formó. Tras su formación, a partir de un disco de gas, los planetas debieron migrar en relación al resto. De esa manera, el sistema entraría de forma natural en una configuración resonante estable que le permitiría mantenerse activo durante mucho tiempo.

De hecho, con los nuevos datos en mente, los investigadores repitieron sus simulaciones. Recurrieron al superordenador del Instituto Canadiese de Astrofísica Teórica (CITA; por sus siglas en inglés) y descubrieron que la mayor parte de simulaciones eran estables durante tanto tiempo como fuesen capas de ejecutarlos. Aproximadamente, una duración 100 veces más larga que la usada en el estudio.

Así que el sistema de TRAPPIST-1 se mantiene estable gracias a una delicada interacción orbital. Los siete objetos se mueven en una armonía planetaria perfecta que permite que se mantenga estable a pesar de la cantidad de planetas concentrados en una órbita más pequeña que la que separa a Mercurio del Sol…

El estudio es D. Tamayo, H. Rein et al.; “Convergent Migration Renders TRAPPIST-1 Long-Lived”. Publicado en la revista The Astrophysical Journal Letters el 10 de mayo de 2017. Puede consultarse en este enlace.

Referencias: Phys.org

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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1 Response

  1. 13 junio, 2017

    […] la estabilidad del sistema. Como ya he comentado en alguna ocasión, resulta que los siete planetas están casi en resonancia orbital. Algunos estudios planteaban la posibilidad de que esta configuración […]

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