Después de tres décadas de resultados, conocemos más de cinco mil sistemas planetarios. Los descubrimientos se suceden con una velocidad apasionante y en ocasiones confusa. ¿Qué importancia tiene ahora la identificación de un sistema con seis planetas?
Desde la Antigüedad hasta la Revolución científica a comienzos del siglo XVII diversos pensadores, incluyendo a Pitágoras y a Johannes Kepler, han especulado con una armonía celestial que permitiera entender el movimiento de los astros. La clasificación es un primer paso en este proceso y los miles de planetas descubiertos más allá del Sistema Solar han permitido identificar al menos ocho familias diferenciadas.
Alrededor del Sol encontramos cuatro de ellas: gigantes de gas como Júpiter, de hielo como Neptuno, rocosos y similares a la Tierra o análogos a Marte, más pequeño y menos denso. Pero los más de cinco mil exoplanetas incluyen otras categorías como súpertierras, subneptunos, subjovianos o súperjovianos, definidos por sus tamaños.
Generalmente estos objetos celestes se encuentran en sistemas planetarios simples, con pocos planetas girando en órbitas próximas alrededor de la estrella central, efecto de los métodos utilizados. En algunos casos se han identificado sistemas bastante más complejos. Hasta ahora no se ha encontrado un verdadero análogo al Sistema Solar.
Extraordinaria sincronización
La estrella HD110067, situada a unos 100 años-luz y algo más fría y menos masiva que el Sol, tiene un complejo sistema planetario formado por al menos seis subneptunos, con tamaños entre dos y casi tres veces la Tierra y alcanzando la masa del más grande casi ocho veces la de nuestro mundo. Los tiempos que tardan en dar una vuelta completa están entre 9 y 55 días. Su característica más notoria es la extraordinaria sincronización entre estos periodos orbitales. Por cada vuelta del más externo el más cercano a la estrella central da exactamente seis. Los cuatro planetas intermedios también están acompasados en esta perfecta danza. Así, cada 492 días se repite exactamente la misma configuración y los seis planetas regresarían a la misma posición inicial. Es como si un reloj tuviera seis manecillas y con perfecta periodicidad todas marcaran las doce.
Esta perfecta armonía ha sido descifrada gracias al uso intensivo de datos de los observatorios espaciales Gaia, TESS, CHEOPS, y de telescopios terrestres situados en España, Chile, México y Estados Unidos. La participación española ha sido muy relevante, tanto a nivel de datos, con los observatorios de Calar Alto y Roque de los Muchachos y la participación del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial en CHEOPS, como institucional, con los centros IAC, ICE-CSIC, IEEC, IAA y CAB. El análisis ha sido coordinado por el científico Rafael Luque, que actualmente trabaja en EE.UU.
Otros ‘relojes’ cósmicos: resonancias y sincronizaciones
La armonía entre los periodos orbitales de los planetas de la estrella HD110067 no son realmente algo único. El Sistema Solar presenta numerosos ejemplos. Así, por cada dos revoluciones de Saturno alrededor del Sol, Júpiter orbita dos veces. Este planeta tiene dos grupos de asteroides que lo preceden o lo siguen y que forman dos triángulos casi perfectos, estando el Sol en el tercer vértice. Varios satélites de ambos gigantes gaseosos también presentan resonancias entre ellos. Y la Luna rota sincrónicamente con su traslación alrededor de nuestro planeta, lo que provoca que siempre veamos el mismo hemisferio.
En la vecindad estelar del Sol existen otros sistemas planetarios con esta fenomenología. El sistema de Trappist-1 contiene al menos siete supertierras con periodos orbitales entre día y medio y 19 días. Repite la misma configuración cada 37 días aproximadamente. Algo similar le ocurre al sistema de la estrella TOI-178, que contiene al menos seis supertierras y subneptunos orbitando con periodos de entre 1.9 y 20 días, que vuelven a las mismas posiciones aproximadas cada 40 días.
La principal peculiaridad de HD110067 es el tiempo necesario para alinear todas sus ‘manecillas’, dado que sus planetas regresan a las mismas posiciones relativas cada 492 días. La edad del sistema asciende a unos ocho mil millones de años, casi el doble que la del Sol. Las resonancias orbitales determinadas en el sistema se han mantenido, por lo tanto, durante un prolongado periodo y este hecho nos dice mucho sobre cómo han evolucionado las órbitas a lo largo del tiempo.
El futuro: la diversidad de sistemas planetarios
El sistema planetario de HD110067, por su proximidad y características, está destinado a convertirse en una piedra Rosetta que nos permitirá descifrar numerosos problemas.
Observaciones con el nuevo telescopio espacial JWST permitirán determinar la composición de las atmosferas de los planetas, presumiblemente formadas por los dos gases más ligeros, el hidrógeno y el helio. Pero para poner en contexto la propia existencia del mismo es necesario continuar con la búsqueda de sistemas múltiples similares o con jerarquías planetarias muy distintas. Los resultados vendrán de la mano del satélite europeo PLATO, cuyo lanzamiento está previsto en dos años. PLATO observará durante al menos dos años un amplio campo con una exquisita precisión fotométrica, lo que permitirá detectar miles de planetas rocosos, de hielo o gaseosos.
El objetivo final es la localización de un verdadero análogo del Sistema Solar, pero en el proceso proporcionará una ingente cantidad de información no solo sobre la diversidad de los exoplanetas, sino también sobre la variedad de las diferentes familias de sistemas planetarios. Un paso más, por tanto, en la comprensión del lugar de nuestro hogar, la Tierra, en el Universo; un escalón en nuestro entendimiento de la aparición y supervivencia de la vida en el Cosmos.
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