Los exoplanetas en sistemas múltiples se enfrentan a entornos muy diferentes al del Sistema Solar. Reciben la luz de, al menos, dos estrellas, y las condiciones de su formación fueron muy diferentes. ¿Cómo afecta eso a los planetas a su alrededor?…

La formación de exoplanetas en sistemas múltiples

En la actualidad conocemos más de 4000 exoplanetas. La cifra es, sin duda alguna, una confirmación de cómo está avanzando nuestra tecnología. Pero ¿cuántos de estos mundos se encuentran alrededor de más de una estrella? Y, aun más interesante, ¿cómo es la formación de exoplanetas en estos sistemas múltiples? Un investigador ha intentado dar respuesta a esta pregunta, identificando 200 exoplanetas que se encuentran en sistemas múltiples. De esta manera, busca entender el impacto de las estrellas sobre la formación y evolución de sus planetas.

Los exoplanetas en sistemas múltiples podrían abundar
Recreación de un atardecer en el exoplaneta Gliese 667Cc; un sistema solar triple. Crédito: ESO/L. Calçada

Para el estudio, Markus Mugrauer, un astrofísico de la Universidad de Jena, en Alemania, ha recurrido a la segunda base de datos del satélite Gaia. Los sistemas múltiples son muy comunes en la Vía Láctea. En su análisis de esos datos, ha encontrado que en 1600 años-luz alrededor del Sol, hay 176 estrellas binarias, 27 sistemas triples y uno cuádruple que, en todos los casos, contienen exoplanetas. Esto de un total de más de 1300 estrellas, que tengan exoplanetas a su alrededor, en esa misma distancia respecto a nuestra estrella.

El razonamiento del investigador es muy lógico. Los sistemas múltiples son abundantes. Los exoplanetas que se puedan detectar, en ellos, son muy útiles porque se habrán formado en lugares muy diferentes al Sistema Solar. Las diferencias, por tanto, pueden ser muy profundas. Aunque no se sabe cuántas estrellas hay en la galaxia, se estima generalmente que está formada por unos 200 000 millones (si bien la horquilla varía desde los 100 000 millones a los 400 000 millones de estrellas). Algunas estimaciones apuntan a que el 85% estaría en sistemas múltiples.

¿Cuántos planetas hay en los sistemas estelares múltiples?

Los datos del telescopio Kepler apuntan a que solo la tercera parte de esos sistemas múltiples podrían tener planetas. Incluso en esa estimación, seguiríamos enfrentándonos a una cantidad enorme de planetas que se formaron en un entorno muy diferente. ¿Cuál es la influencia de las estrellas en la formación y evolución de esos planetas? El investigador no ha intentado solo identificar sistemas múltiples que tengan exoplanetas a su alrededor. También los ha querido analizar en detalle para ver qué diferencias encontraba.

Esta recopilación de imágenes muestra algunos sistemas múltiples que contienen exoplanetas. Crédito: Mugrauer, PanSTARRS

Así, ha observado que estos sistemas pueden tener tamaños muy diferentes. En los más compactos, las estrellas pueden estar separadas entre sí por 20 UAs (unidades astronómicas), es decir, 20 veces la distancia que separa la Tierra del Sol. Aproximadamente, la distancia a la que se encuentra Urano de nuestra estrella. En sistemas mucho más grandes, las estrellas pueden estar a 9000 UAs. Aunque la media parece estar en torno a las 1000. A esto, también le ha sumado los tipos de estrellas, y su cantidad, en los diferentes sistemas analizados.

Las estrellas muestran edades, masas y temperaturas muy diferentes. La estrella más masiva, de las observadas por Mugrauer, es un 40% más masiva que el Sol. La menos masiva, por contra, apenas tiene el 8%. La mayor parte de las estrellas compañeras (de la estrella más masiva de un sistema múltiples) tiene una masa de entre el 15 y el 30% de la masa del Sol. En muchos sistemas, hay una estrella grande, dominante, y una mucho más pequeña, que generalmente es una enana roja (las estrellas más longevas del universo, dicho sea de paso).

Planetas en sistemas con estrellas muertas

Entre los sistemas estudiados, Mugrauer también encontró ocho enanas blancas. Una enana blanca es el cadáver de una estrella como el Sol (o con menos masa). Una de las preguntas que se ha planteado, no solo el investigador, sino el mundo de la astronomía en general, es si los exoplanetas pueden sobrevivir a la muerte de sus estrellas. La presencia de mundos en esos sistemas indica que, al menos en algunos casos, si es posible que sobrevivan. Aunque no quiere decir, ni mucho menos, que ese mundo sea habitable.

En este concepto artístico, un pequeño objeto rocoso es destruido mientras orbita alrededor de una enana blanca. Crédito: CfA/Mark A. Garlick

A todo lo expuesto anteriormente, también se le puede añadir que el 15% de las estrellas tienen una compañera a una distancia de entre 20 y 10 000 UAs. Algo que rompe con la frecuencia general de estrellas, similares al Sol, que tengan una compañera. La cifra esperada en ese escenario era del 30%. Además, en el estudio, las estrellas compañeras están cinco veces más lejos de lo considerado habitual. Ambos factores podrían indicar, según explica el investigador, que la presencia de varias estrellas puede perturbar la formación de planetas y, también sus órbitas.

En el disco protoplanetario, del que surgirán esos posibles planetas, la gravedad de las estrellas compañeras podría afectar a sus órbitas. Sin embargo, como indica el propio investigador, apenas está en las primeras fases de su estudio. Su objetivo es seguir actualizando la lista de sistemas estudiados. Algo que hará a medida que se vayan descubriendo más exoplanetas, con misiones como la del prolífico telescopio Kepler o la de TESS, que se encuentra en pleno trabajo. Todo ello permitirá entender cómo ha sido la historia de esos mundos…

Estudio

El estudio es M. Mugrauer; «Search for stellar companions of exoplanet host stars by exploring the second ESA-Gaia data release». Publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society el 13 de noviembre de 2019. Puede consultarse en este enlace.

Referencias: Universe Today