Exoplanetas — Mundos más allá del Sol
Desde el primer bamboleo en torno a 51 Pegasi hasta un planeta que orbita a nuestro vecino estelar más cercano — una guía sobre los mundos que hemos descubierto, cómo los descubrimos y dónde mirar en tu propio cielo.
Contenido
¿Qué es un exoplaneta?
Un exoplaneta — abreviatura de “planeta extrasolar” — es un planeta que orbita una estrella distinta del Sol. Durante la mayor parte de la historia humana solo conocíamos ocho planetas — los mundos de nuestro propio sistema solar. Hoy la cuenta supera los 5.800 confirmados, y crece cada mes.
Esa cifra es en sí misma una enorme subestimación. El telescopio espacial Kepler de la NASA — una misión cazadora de planetas que observó un único fragmento de la Vía Láctea desde 2009 hasta 2018, vigilando unas 150.000 estrellas en busca del oscurecimiento periódico causado por planetas en tránsito — produjo suficiente estadística para sugerir que esencialmente todas las estrellas de la galaxia albergan al menos un planeta, y que los pequeños mundos rocosos son más comunes que los gigantes gaseosos. La Vía Láctea contiene unos pocos cientos de miles de millones de estrellas. La implicación es que los planetas no son raros accidentes cósmicos — son la regla.
Ninguno de estos mundos puede verse como un disco en ningún telescopio amateur (ni siquiera en la mayoría de los profesionales). Casi todos los exoplanetas confirmados se han detectado indirectamente — a través de los minúsculos efectos que producen sobre la luz de su estrella anfitriona. Las propias estrellas anfitrionas, sin embargo, están perfectamente a nuestro alcance. Algunas son lo bastante brillantes como para distinguirse a simple vista en una noche oscura.
Una breve historia
Durante siglos la existencia de otros planetas fue una cuestión filosófica. Las primeras detecciones confirmadas llegaron solo en la década de 1990, y lo hicieron en un orden que nadie esperaba.
Los primerísimos exoplanetas confirmados fueron hallados orbitando PSR B1257+12, un púlsar de milisegundos en Virgo. Aleksander Wolszczan y Dale Frail midieron irregularidades en el ritmo del faro del púlsar y demostraron que tenían que estar causadas por cuerpos en órbita. Se anunciaron dos pequeños planetas; un tercero apareció en 1994. Los púlsares son cadáveres estelares, así que estos no eran mundos que nadie esperase encontrar — pero demostraron que existían planetas en otros lugares.
Michel Mayor y Didier Queloz anunciaron un planeta alrededor de 51 Pegasi (hoy oficialmente llamada Helvetios), una estrella de tipo G perfectamente corriente situada a 50 años luz. El planeta, 51 Pegasi b, es un mundo con la masa de Júpiter que da la vuelta a su estrella en apenas 4,2 días. Nada en los libros de texto predecía que pudieran existir gigantes gaseosos tan cerca de sus estrellas; el descubrimiento reescribió la teoría de formación planetaria de la noche a la mañana. Mayor y Queloz compartieron el Premio Nobel de Física de 2019 por este trabajo.
Apuntada a un único fragmento de cielo en Cygnus y Lyra, la misión Kepler de la NASA multiplicó por sí sola en un orden de magnitud la población conocida de exoplanetas y demostró que los pequeños mundos del tamaño de la Tierra son comunes. TESS, la sucesora de Kepler de cobertura completa lanzada en 2018, ha ido añadiendo objetivos cercanos desde entonces.
El Observatorio Europeo Austral anunció Proxima Centauri b — un planeta de masa aproximadamente terrestre que orbita la enana roja Proxima Centauri en su zona habitable. Proxima es la estrella más cercana al Sol, a tan solo 4,24 años luz. De repente el exoplaneta conocido más cercano era también un mundo rocoso potencialmente templado. Es el sistema exoplanetario más estudiado que tenemos, y el objetivo más plausible para cualquier futura sonda interestelar.
Cómo los encontramos
Un planeta es millones o miles de millones de veces más débil que su estrella y se encuentra dentro de su resplandor. Cinco técnicas han producido casi todas las detecciones confirmadas.
Un planeta y su estrella orbitan ambos su centro de masa común. Cuando la estrella se mueve hacia nosotros, su luz se desplaza ligeramente al azul; cuando se aleja, ligeramente al rojo. Los espectrógrafos de alta resolución pueden medir estos desplazamientos hasta ~1 m/s — el ritmo de un paseo a pie. Así se descubrió 51 Pegasi b y así se confirmó Proxima b. Lo mejor para planetas masivos y cercanos.
Si la órbita de un planeta está vista de canto desde nuestro punto de vista, este pasa por delante de su estrella una vez por órbita, bloqueando una minúscula fracción de la luz — típicamente entre el 0,01 % y el 1 %. Las caídas periódicas y repetidas delatan al planeta. Es el método de cabecera de Kepler y TESS, y da cuenta de la mayoría de los exoplanetas conocidos. La geometría tiene que cooperar, así que los tránsitos solo capturan una pequeña fracción de los planetas existentes, pero los que capturan quedan extremadamente bien caracterizados: obtenemos el radio del planeta, y las mediciones de seguimiento por velocidad radial nos dan la masa y, por tanto, la densidad.
El método más difícil — literalmente fotografiar el planeta. Requiere un planeta joven, brillante, autoluminoso y alejado de su estrella, además de una óptica heroica (coronógrafos, óptica adaptativa, parasoles estelares) para suprimir el resplandor de la anfitriona. El éxito clásico es el sistema de cuatro planetas en torno a HR 8799, donde los cuatro gigantes han sido resueltos y seguidos a lo largo de sus órbitas. Beta Pictoris b es otra referencia. El método también produce historias aleccionadoras: la famosa “imagen” del Hubble de Fomalhaut b (2008) resultó ser, según demostraron Gáspár y Rieke (2020), una nube de polvo en expansión procedente de una colisión de planetesimales, no un planeta en absoluto. La imagen directa nos proporciona espectros de la propia atmósfera del planeta, algo que de otro modo es extremadamente difícil de obtener.
Cuando una estrella pasa con precisión por delante de otra, su gravedad curva y magnifica la luz de la estrella de fondo. Un planeta alrededor de la estrella en primer plano añade un breve pico secundario a esa amplificación. El microlensing es sensible a planetas a grandes distancias orbitales e incluso a planetas errantes libres sin estrella anfitriona alguna — una población que se estima rivaliza con el número de estrellas.
La astrometría mide el minúsculo bamboleo lateral de una estrella contra el cielo — se espera que la misión Gaia de la ESA aporte miles de detecciones por esta vía. La temporización de púlsares vigila la cadencia del haz de radio de un púlsar en busca de retrasos inducidos por una órbita; es exquisitamente precisa, pero solo funciona con el escaso puñado de estrellas que son púlsares.
Estrellas anfitrionas famosas que puedes observar
No puedes ver los planetas en sí, pero sí puedes ver perfectamente sus soles. Apuntar un telescopio a una estrella que sabes que alberga otros mundos es un pequeño y silencioso placer con el que ninguna otra cosa de la observación se compara.
Anfitrionas brillantes — a simple vista o con prismáticos
Una gigante naranja fácilmente visible a simple vista. Pollux b es un planeta de clase joviana en una órbita de 1,6 años, descubierto por velocidad radial en 2006.
La estrella individual similar al Sol más cercana, a tan solo 11,9 años luz. Se han reportado múltiples candidatas a supertierras, dos de ellas potencialmente en la zona habitable. Un clásico de larga data en la ciencia ficción por buenas razones.
Una joven enana de tipo K a 10,5 años luz con un planeta conocido de masa joviana y al menos dos cinturones de escombros — un sistema que probablemente se parece a nuestro propio sistema solar en su juventud.
En 1999 esta se convirtió en la primera estrella similar al Sol confirmada como anfitriona de múltiples planetas. Hoy se conocen al menos cuatro.
El nombre estrella de la historia exoplanetaria — la primera estrella ordinaria confirmada como anfitriona de un planeta (1995). Visible a simple vista bajo cielo oscuro y un objetivo cómodo con prismáticos desde cualquier sitio.
Anfitrionas débiles — los objetivos telescópicos de enanas rojas
La mayoría de los planetas de la galaxia orbitan enanas M — estrellas rojas pequeñas, frías y abundantes. Individualmente son débiles, pero las más cercanas están al alcance de cualquier telescopio decente.
La anfitriona exoplanetaria conocida más cercana, sin matices. Una enana roja a 4,24 años luz, ligada gravitatoriamente al brillante par Alpha Centauri AB. Proxima b (2016) tiene aproximadamente la masa de la Tierra y orbita en la zona habitable; un segundo planeta, Proxima c, se sumó en 2019. Las propias Alpha Cen A y B tienen un largo historial de planetas reivindicados, incluido Alpha Cen Bb (anunciado en 2012, retirado en 2015) y un candidato sin confirmar en el infrarrojo medio del JWST en torno a Alpha Cen A (2021) — pero todavía sin mundos confirmados. Un objetivo desafiante desde el norte de Europa (declinación −62°) pero imprescindible desde latitudes meridionales.
Un sistema cercano de enana M que se hizo famoso en los años 2000 como el primer lugar donde se reivindicaron supertierras en zona habitable. Varios de sus planetas están confirmados; otros siguen en debate. Un sistema históricamente importante.
Un sistema de cuatro planetas en torno a una enana M — el primer sistema multi-planeta hallado alrededor de una enana roja, y el primero en mostrar evidencia clara de resonancia orbital entre sus planetas gigantes.
¿Qué tipos de mundos hay ahí fuera?
La mayor sorpresa única de la era de los exoplanetas es lo poco familiares que son la mayoría de estos mundos. El sistema solar, resulta, no es una muestra representativa.
Gigantes gaseosos del tamaño de Júpiter o mayores, orbitando su estrella más cerca de lo que Mercurio orbita el Sol. Temperaturas superficiales de 1.000 a 3.000 K. Son fáciles de detectar y fueron el primer tipo de planeta encontrado en torno a una estrella similar al Sol — 51 Pegasi b es el prototipo.
Los tipos de planeta más comunes en la galaxia. Las supertierras son mundos rocosos de 1–2× el radio de la Tierra; los mini-Neptunos son ligeramente mayores (2–4×) con gruesas envolturas gaseosas. Nada parecido a ellos existe en nuestro propio sistema solar — el hueco entre la Tierra y Neptuno es una peculiaridad del sistema planetario del Sol, no un patrón universal.
Mundos cuyo año entero dura unas pocas horas. Algunos están tan cerca de sus estrellas que la superficie es roca fundida y la atmósfera, si es que existe, es vapor de roca.
Mundos libres que vagan por el espacio interestelar sin estrella anfitriona. Los sondeos de microlensing sugieren que podrían ser tan numerosos como las propias estrellas — una población enorme, oscura y dispersa.
El santo grial. Aproximadamente del tamaño de la Tierra, aproximadamente de la masa de la Tierra, orbitando en la zona habitable de una estrella longeva. Tenemos un puñado de candidatos plausibles — Proxima b, los mundos interiores de TRAPPIST-1, varios candidatos de Tau Ceti — pero aún ningún gemelo firme.
La zona habitable
La zona habitable es la franja de distancias orbitales en torno a una estrella donde un planeta rocoso con el tipo adecuado de atmósfera podría, plausiblemente, retener agua líquida en su superficie. Demasiado cerca, y los océanos hierven; demasiado lejos, y se congelan.
Para el Sol la zona se extiende aproximadamente desde el interior de la órbita de la Tierra hasta más allá de Marte. Para una enana roja fría como Proxima Centauri queda mucho más cerca — unos pocos por ciento de la distancia de la Tierra al Sol. Por eso Proxima b, con una órbita de 11 días, sigue siendo candidata a zona habitable: su estrella es mucho más fría que la nuestra.
“Zona habitable” solo significa que el agua líquida es geométricamente posible. No garantiza una atmósfera, una magnetosfera ni nada parecido a un clima templado. Marte está técnicamente dentro de la zona habitable del Sol, y aun así aquí estamos. Aún así, es el lugar adecuado por donde empezar a buscar, y la cuenta de planetas confirmados en zona habitable — visible en la parte superior del catálogo de exoplanetas — es una de las cifras más vigiladas del campo.
Explora el catálogo
Nightbase replica el NASA Exoplanet Archive completo: cada exoplaneta confirmado, su estrella anfitriona, su método de descubrimiento, su órbita y sus propiedades medidas.
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Filtra por método de descubrimiento (velocidad radial, tránsito, imagen…), por radio del planeta o por si el planeta se sitúa en la zona habitable de su estrella. Ordena por año, distancia, periodo o masa. La cronología de descubrimientos en la parte superior de la página es un buen punto de partida — cuenta de un vistazo la historia de tres décadas de detecciones.
