Investigadores del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague han investigado más de 1000 sistemas planetarios que orbitan estrellas en nuestra propia galaxia, la Vía lácteay han descubierto una serie de conexiones entre las órbitas planetarias, el número de planetas, la ocurrencia y la distancia a sus estrellas. Resulta que nuestro propio sistema solar de alguna manera es muy raro y en otras muy común.
Es raro tener 8 planetas, pero el estudio muestra que el sistema solar sigue exactamente las mismas reglas básicas para la formación de planetas alrededor de una estrella que todos ellos. La pregunta sobre qué es exactamente lo que lo hace tan especial que alberga vida sigue siendo una buena pregunta. El estudio se publica ahora en la Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
Las órbitas excéntricas de los planetas son la clave para determinar el número de planetas
Existe una correlación muy clara entre la excentricidad de las órbitas y el número de planetas en cualquier sistema solar. Cuando los planetas se forman, comienzan en órbitas circulares en una nube de gas y polvo. Pero todavía son de tamaño relativamente pequeño, hasta tamaños comparables a la Luna. En una escala de tiempo un poco más larga, interactúan a través de la gravitación y adquieren órbitas cada vez más excéntricas o elípticas. Esto significa que comienzan a chocar porque las órbitas elípticas se cruzan entre sí, por lo que los planetas aumentan de tamaño debido a las colisiones. Si el resultado final de las colisiones es que todas las piezas se convierten en solo uno o unos pocos planetas, entonces permanecen en órbitas elípticas. Pero si terminan convirtiéndose en muchos planetas, la atracción gravitacional entre ellos hace que pierdan energía, por lo que forman cada vez más órbitas circulares.
Ilustración que muestra la interpretación de un artista de cómo podría ser el sistema solar TRAPPIST-1. Los siete planetas de TRAPPIST-1 son todos terrestres y del tamaño de la Tierra, y podrían albergar agua líquida, dependiendo de sus composiciones. Crédito: NASA / JPL-Caltech
Los investigadores han encontrado una correlación muy clara entre la cantidad de planetas y cuán circulares son las órbitas. “En realidad, esto no es realmente una sorpresa”, explica el profesor Uffe Gråe Jørgensen. “Pero nuestro sistema solar es único en el sentido de que no se conoce ningún otro sistema solar con tantos planetas como el nuestro. Entonces, tal vez podría esperarse que nuestro sistema solar no encaje en la correlación. ¡Pero lo hace! ¡De hecho, está bien! ”
Los únicos sistemas solares que no encajan en esta “regla” son los sistemas con un solo planeta. En algunos casos, la razón es que en estos sistemas de un solo planeta el planeta está orbitando la estrella muy cerca, pero en otros, la razón es que los sistemas pueden contener más planetas de los que inicialmente se suponía. “En estos casos creemos que la desviación de la regla puede ayudarnos a revelar más planetas que estaban ocultos hasta ahora” explica Nanna Bach-Møller, primera autora del artículo científico. Si somos capaces de ver el grado de excentricidad de la órbita del planeta, entonces sabremos cuántos otros planetas deben estar en el sistema, y viceversa, si tenemos el número de planetas, ahora conocemos sus órbitas. “Esta sería una herramienta muy importante para detectar sistemas planetarios como nuestro propio sistema solar, porque muchos exoplanetas similares a los planetas de nuestro sistema solar serían difíciles de detectar directamente, si no sabemos dónde buscarlos”.
La Tierra se encuentra entre el afortunado 1 por ciento
No importa qué método se utilice en la búsqueda de exoplanetas, se obtiene el mismo resultado. Entonces, hay una física universal básica en juego. Los investigadores pueden usar esto para decir: ¿Cuántos sistemas poseen la misma excentricidad que nuestro sistema solar? – que luego podemos usar para evaluar cuántos sistemas tienen el mismo número de planetas que nuestro sistema solar. La respuesta es que solo hay un 1% de todos los sistemas solares con la misma cantidad de planetas que nuestro sistema solar o más. Si hay aproximadamente 100 mil millones de estrellas en la Vía Láctea, esto es, sin embargo, no menos de mil millones de sistemas solares. Hay aproximadamente 10 mil millones de planetas similares a la Tierra en la zona habitable, es decir, a una distancia de su estrella que permite la existencia de agua líquida. Pero hay una gran diferencia entre estar en la zona habitable y ser habitable o haber desarrollado una civilización tecnológica, subraya Uffe Gråe Jørgensen. “Algo es la causa del hecho de que no hay una gran cantidad de ovnis por ahí. Cuando ha comenzado la conquista de los planetas en un sistema solar, se desarrolla bastante rápido. Podemos ver eso en nuestra propia civilización. Hemos estado en la Luna y seguimos Marte ya tenemos varios robots. Pero no hay muchos ovnis de los miles de millones de exoplanetas similares a la Tierra en las zonas habitables de las estrellas, por lo que la vida y las civilizaciones tecnológicas en particular probablemente todavía sean bastante escasas ”.
La Tierra no es particularmente especial: la cantidad de planetas en el sistema es de lo que se trata
¿Qué más que ser un planeta del tamaño de la Tierra en la zona habitable se necesita para albergar vida? ¿Qué es realmente tan especial aquí en nuestra Tierra y en nuestro sistema solar? Como planeta considerado, la Tierra no es especial: hay muchos planetas similares a la Tierra por ahí. Pero quizás podría ser la cantidad de planetas y la naturaleza de ellos. Hay muchos planetas gaseosos grandes en nuestro sistema solar, la mitad de todos ellos. ¿Podría ser que la existencia de grandes planetas gaseosos sea la causa de nuestra existencia aquí en la Tierra? Una parte de ese debate implica la cuestión de si los grandes planetas gaseosos, Saturno y Júpiter, “Dirigió” a los cometas a la Tierra transportando agua cuando la Tierra tenía 500 millones de años, lo que permitió la formación de vida aquí.
Esta es la primera vez que un estudio ha demostrado cuán único es que un sistema solar sea el hogar de 8 planetas, pero al mismo tiempo muestra que nuestro sistema solar no es del todo único. Nuestro sistema solar sigue las mismas reglas físicas para la formación de planetas que cualquier otro sistema solar, simplemente nos encontramos en el extremo inusual de la escala. Y todavía nos queda la pregunta de por qué exactamente estamos aquí para poder preguntarnos sobre ello.
Referencia: “Correlación de excentricidad orbital-multiplicidad para sistemas planetarios y comparación con el sistema solar” por Nanna Bach-Møller y Uffe G Jørgensen, 30 de octubre de 2020, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093 / mnras / staa3321
