En estas últimas décadas, hemos acumulado mucha información sobre exoplanetas. Sin embargo, la gran mayoría tienen algo en común: orbitan a distancias bastante cercanas a sus astros. ¿Qué sabemos de los planetas que están mucho más lejos? Con el paso del tiempo, vamos aprendiendo cosas nuevas…
Métodos poco apropiados
Recreación artística del exoplaneta Kepler 62f
¿Qué tipo de planetas son más comunes en las afueras de los sistemas planetarios? No es una pregunta fácil de responder. El método de tránsito y el de velocidad radial (dos de los más usados para descubrir exoplanetas) funcionan mejor con planetas grandes que estén cerca de sus estrellas. No son tan útiles cuando hablamos de planetas que estén muy lejos de sus astros. Sin embargo, un nuevo estudio, en el que se ha empleado la técnica de lente gravitacional, ha intentado observar estos mundos, llegando a la conclusión de que lo más probable es que sean similares a Neptuno.
No debe sorprendernos saber que esta técnica ha propiciado muy pocos descubrimientos, apenas 50 exoplanetas, en comparación a los miles de las otras dos. A fin de cuentas, la lente gravitacional necesita diferentes factores que no son tan frecuentes como el método de tránsito (en el que un planeta cruza por delante de su estrella, visto desde nuestra perspectiva en la Tierra). En la lente, los astrónomos buscan alineaciones poco frecuentes entre una estrella lejana y una mucho más cercana.
Si las condiciones son las apropiadas, la curvatura del espacio-tiempo, causada por la masa de la estrella más cercana, permite a los investigadores observar los cambios de brillo de la estrella más lejana, y pueden servir de pista para detectar la existencia de un planeta. Esta técnica no sólo puede ver aquellos cercanos a sus estrellas, también los que estén más alejados. Además, tal y como se indica en el estudio, incluso podemos determinar la proporción de masa del planeta en relación a su estrella. En un 40% de los casos, es posible determinar la masa de ambos.
Analizando eventos de lente gravitacional
Concepto artístico de HD 32963 b, un exoplaneta descubierto recientemente.
Crédito: Stefano Meschiari
El equipo de investigadores fue capaz de identificar 1474 eventos de lente gravitacional entre 2007 y 2012, apoyándose en los datos del proyecto Microlensing Observations in Astrophysics (observaciones de microlente en Astrofísica, MOA por su nombre en inglés). Es decir 1474 veces en las que una estrella pasaba por delante de otra. El proyecto es fruto de una colaboración entre investigadores japoneses y neozelandeses.
Los investigadores fueron capaces llegar a diferentes conclusiones sobre los planetas que podemos esperar encontrar en las regiones más distantes de un sistema planetario. De esa manera, una estrella típica que tenga planetas a su alrededor tendrá una masa, aproximadamente, del 60% de la del Sol. Un planeta típico tendrá entre 10 y 40 veces la masa de la Tierra. En comparación, Neptuno tiene 17 veces la masa de nuestro planeta, mientras que Júpiter se va hasta las 318.
Por tanto, se cree que los mundos con una masa similar a la de Neptuno son el tipo de planeta más común cuando traspasamos la llamada línea de nieve, que indica el punto a partir del que, durante la formación del sistema planetario, el agua hubiera permanecido congelada. En el Sistema Solar, esa línea de nieve se encuentra aproximadamente a unas 2,7 UA (unidades astronómica), lo que la sitúa, aproximadamente, en medio del cinturón de asteroides.
Unas cifras bajas
Este gráfico coloca 4.769 exoplanetas, y candidatos a exoplanetas, en función de sus masas y distancia relativa a la línea de nieve.
Esta imagen también incluye los planetas del Sistema Solar.
Crédito: NASA’s Goddard Space Flight Center
El paper del estudio menciona que las estrellas analizadas se encuentran en dirección al centro de la galaxia, donde existen más posibilidades de que se produzca algún evento de microlente (es decir, que una estrella cercana pase por delante de alguna lejana). También explica que, a pesar de algunas predicciones teóricas, el tipo de planeta gigante más común tendrá una masa similar a la de Neptuno. Así como supone que será más frecuente encontrar planetas similares a Neptuno en una distancia similar a la que le separa del Sol, que encontrar planetas parecidos a Júpiter en una distancia similar a la que le separa del Sol.
Si nos basamos en estos datos, la conclusión es clara, el planeta más lejano del Sistema Solar debería ser un buen representante de muchos de los planetas que podemos encontrar en las regiones más alejadas de otros sistemas planetarios. Sin embargo, los datos son bastante limitados. En esos 1474 eventos de microlente de MOA, sólo se encontraron 22 planetas (que podrían ser 23). La cifra irá en aumento en el futuro, pero de momento es discreta.
Las observaciones desde el espacio, como las que podrán llevarse a cabo con WFIRST, un telescopio que será lanzado a mediados de la década de 2020, tendrá la capacidad de realizar estimaciones de masa y distancia de miles de exoplanetas. Tendrá una capacidad de observación que ahora mismo no tenemos, y la expectativa es que, para exoplanetas muy distantes de sus estrellas, pueda tener un impacto muy parecido al de la información que el telescopio Kepler nos ha proporcionado sobre los planetas mucho más cercanos a sus estrellas.
El estudio es Suzuki et al., “The Exoplanet Mass-Ratio Function from the MOA-II Survey: Discovery of a Break and Likely Peak at a Neptune Mass,” publicado en el Astrophysical Journal Vol. 833, No. 2 (del 13 de diciembre de 2016), y puede ser consultado en arXiv.
Referencias: Centauri Dreams
Leído.