Por primera vez, los científicos han logrado capturar imágenes de múltiples planetas girando alrededor de otra estrella similar al Sol. Sin embargo, a pesar del parecido de su anfitrión estelar con el nuestro, las instantáneas de este sistema planetario revelan que no es un lugar como el hogar.
Bautizada como TYC 8998-760-1 y situada a unos 300 años luz de la Tierra en la constelación de Musca, la estrella tiene una masa similar a la del Sol. Sus dos planetas conocidos, sin embargo, son claramente alienígenas: orbitan su estrella a unas 160 y 320 veces la distancia Tierra-Sol, respectivamente (distancias que son unas cuatro y ocho veces mayores que la separación de Plutón de nuestro sol). Ambos mundos son de gran tamaño, comparados con cualquier otro de nuestro sistema solar. El planeta más exterior es unas seis veces más pesado que Júpiter, y el más interior tiene una masa 14 veces superior a la de Júpiter. Cada uno de los mundos aparece como un pequeño punto alrededor de la estrella en las imágenes producidas por el instrumento Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research, o SPHERE, que opera en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en el norte de Chile. Los hallazgos se detallan en un estudio publicado el 22 de julio en la revista Astrophysical Journal Letters.
«Lo realmente fascinante de este trabajo es que sigue añadiendo a la gran diversidad de lo que son los sistemas y planetas que están ahí fuera, orbitando todo tipo de estrellas», dice Rebecca Oppenheimer, astrofísica del Museo Americano de Historia Natural de Nueva York, que no participó en el estudio. «No existe una «arquitectura» única para un sistema planetario».
El nuevo estudio marca sólo la tercera vez que los científicos han logrado tomar fotografías -o «imágenes directas»- de múltiples mundos que orbitan alrededor de una sola estrella. Sin embargo, los sistemas observados anteriormente se encontraban alrededor de estrellas mucho más pesadas o más ligeras que el Sol, lo que los hace menos comparables a nuestro sistema solar. Las imágenes directas siguen siendo una rareza en el estudio de los mundos más allá de nuestra vecindad planetaria. La gran mayoría de los exoplanetas que figuran en los catálogos de los astrónomos se conocen únicamente a través de medios más indirectos: delatan su presencia y sus propiedades más básicas -masa, tamaño y órbita- tirando periódicamente de sus estrellas anfitrionas, o perfilándose contra ellas, vistas desde la Tierra. Según Alexander Bohn, astrofísico de la Universidad de Leiden (Países Bajos), líder del estudio, la obtención de imágenes directas de los exoplanetas es importante porque «al recibir la luz de los planetas, podemos caracterizar mejor las atmósferas -y las abundancias elementales de las atmósferas- y la composición». Esa información, a su vez, permite a los investigadores hacer conjeturas más fundadas sobre cuáles podrían ser las condiciones ambientales de un mundo extraterrestre, y si podría, como la Tierra, albergar vida.
Sin embargo, nadie contempla la posibilidad de que haya vida en ninguno de los dos mundos recién fotografiados. Además de ser gigantes gaseosos hinchados en órbitas frígidas sin superficies significativas en las que podrían habitar organismos, ellos y su estrella son mucho más jóvenes que nuestro sol y los planetas que lo rodean. «El sistema en sí tiene 17 millones de años», dice Bohn. «Y nuestro sistema solar tiene 4.500 millones de años». Incluso si poseyeran condiciones habitables, el estado relativamente recién nacido de cada mundo no ofrecería mucho tiempo para que la biología surgiera de los caprichos de la química. Y aunque el tamaño y la juventud de sus planetas los convierten en malos candidatos para la vida tal y como la conocemos, estas propiedades son precisamente la razón por la que los astrónomos pueden verlos en la actualidad, debido al potente brillo infrarrojo que emiten como energía sobrante de su formación. Los mundos más pequeños, antiguos y clementes que están más cerca de sus estrellas permanecen fuera del alcance de los actuales observadores de planetas. Pero con el tiempo podrían ser revelados por instrumentos más potentes en telescopios gigantescos. Ya hay tres telescopios extremadamente grandes (ELT) -observatorios terrestres con espejos del orden de 30 metros de diámetro- que se acercan a sus etapas finales de desarrollo. Y los astrónomos están presionando enérgicamente para que la NASA u otras agencias espaciales lancen telescopios espaciales de imagen planetaria aún más ambiciosos en las próximas décadas.
Aún así, «estamos muy lejos de tomar imágenes de planetas del tamaño de la Tierra», dice Bruce Macintosh, astrofísico de la Universidad de Stanford y principal investigador del Gemini Planet Imager, otro instrumento que, junto con SPHERE, representa el estado del arte en la toma de imágenes exoplanetarias. «Con la tecnología actual, podemos ver un planeta que es aproximadamente un millón de veces más débil que la estrella. Eso es asombroso. Pero incluso Júpiter -el mundo más grande de nuestro sistema solar- es mil millones de veces más débil que el Sol».
Si un planeta objetivo junto a una estrella brillante es un orbe gaseoso gigante o una roca más parecida a la Tierra, dice Bohn, observarlo es como ver «una luciérnaga justo al lado de un faro, que está quizás a un metro de distancia. Quieres ver esta pequeña luciérnaga, y estás a 500 kilómetros de distancia. Este es básicamente el reto al que nos enfrentamos». Para recoger la luz extremadamente débil de un mundo, en comparación con su estrella, SPHERE y la mayoría de los otros instrumentos de imagen de planetas utilizan un dispositivo llamado coronógrafo, que bloquea casi toda la luz de la estrella, atenuando efectivamente el resplandor del «faro» para que se puedan ver las «luciérnagas» planetarias cercanas.
Además de detalles más matizados de un mundo determinado, estas imágenes pueden revelar otras maravillas -y plantear nuevos e importantes misterios- que llegan al corazón de la todavía incipiente comprensión de los teóricos sobre cómo surgen y evolucionan los sistemas planetarios. En el sistema recién fotografiado, «ambos planetas se formaron alrededor de la misma estrella y tienen la misma edad, pero uno es dos veces más masivo que el otro», dice Macintosh, que no participó en el estudio. «Comparar sus propiedades nos ayudará a ver cómo las masas de los planetas afectan a su evolución». Además, añade, las imágenes posteriores del sistema podrían revelar más información sobre las órbitas de los planetas, e incluso la presencia de mundos aún no vistos. «¿Están alineadas de la misma manera que las órbitas planetarias de nuestro sistema solar? ¿Son circulares?» pregunta Macintosh. Conocer las respuestas a estas preguntas podría mostrar si estos planetas se formaron de la misma manera que los mundos alrededor de nuestro sol o a través de algún otro proceso, y por lo tanto proporcionar otra pista sobre si los planetas y sistemas como el nuestro son comunes o raros.