Los planetas libres pueden ser más comunes que las estrellas

Artículo publicado por Trent Perrotto y Whitney Clavin el 18 de mayo de 2011 en NASA

Astrónomos, incluyendo a un miembro de un equipo patrocinado por la NASA, han descubierto una nueva clase de planetas del tamaño de Júpiter flotando solos en la oscuridad del espacio, lejos de la luz de una estrella. El equipo cree que estos mundos solitarios fueron expulsados de los sistemas planetarios en desarrollo.

El descubrimiento se basa en un estudio entre Japón y Nueva Zelanda que barrió el centro de la Vía Láctea durante 2006 y 2007, revelando pruebas de hasta 10 planetas que flotan libres, aproximadamente de la masa de Júpiter. Los orbes aislados, también conocidos como planetas huérfanos, son difíciles de observar, y habían pasado inadvertidos hasta ahora. Los planetas se sitúan a una distancia promedio de 10 mil a 20 mil años luz de la Tierra.

“Aunque los planetas libres se habían predicho, finalmente han sido detectados, lo que tiene grandes implicaciones para los modelos de formación y evolución planetaria”, dice Mario Pérez, científico del programa de exoplanetas en las Oficinas Centrales de la NASA en Washington.

El descubrimiento indica que hay mucho más planetas libres de la masa de Júpiter que no pueden observarse. El equipo estima que hay aproximadamente el doble de estos planetas que de estrellas. Además, se cree que estos mundos  son al menos tan comunes como los planetas que orbitan estrellas. Esto suma cientos de miles de millones de planetas solitarios sólo en nuestra Vía Láctea.

“Nuestro estudio es como un censo de población”, dice David Bennet, coautor del estudio patrocinado por la Fundación Nacional de Ciencia y NASA, de la Universidad de Notre Dame en South Bend, Indiana. “Muestreamos una porción de la galaxia, y basándonos en estos datos, podemos estimar el número global de la galaxia”.

El estudio, liderado por Takahiro Sumi de la Universidad de Osaka en Japón, aparece en el ejemplar del 19 de mayo de la revista Nature.

El estudio no es sensible a planetas menores que Júpiter y Saturno, pero las teorías sugieren que los planetas de masa menor, como la Tierra, debería ser expulsados de sus estrellas más a menudo. Como resultado, se cree que deben ser más comunes que los Júpiter libres.

Observaciones anteriores habían observado un puñado de objetos similares a planetas flotando libremente dentro de cúmulos de formación estelar, con masas de tres veces la de Júpiter. Pero los científicos sospechan que los cuerpos gaseosos se forman más como estrellas que como planetas. Estos pequeños y tenues orbes, conocidos como enanas marrones, crecen a partir del colapso de bolas de gas y polvo, pero carecen de la masa para iniciar la combustión de su material nuclear y brillar con luz estelar. Se cree que las enanas marrones más pequeñas son aproximadamente del tamaño de planetas grandes.

Por otra parte, es probable que algunos planetas sean expulsados de sus turbulentos sistemas solares en formación, debido a encuentros gravitatorios cercanos con otros planetas y estrellas. Sin una estrella a la que orbitar, estos planetas se moverían a través de la galaxia de la misma forma que nuestro Sol y otras estrellas, en órbitas estables alrededor del centro de la galaxia. El descubrimiento de 10 Júpiter libres apoya el escenario de expulsión, aunque es posible que ambos mecanismos estén en funcionamiento.

“Si los planetas libres se formaron como estrellas, entonces habríamos esperado ver sólo uno o dos de ellos en nuestro estudio, en lugar de 10″, dice Bennett. “Nuestros resultados sugieren que los sistemas planetarios a menudo son inestables, con planetas viéndose lanzados fuera de sus lugares de nacimiento”.

Las observaciones no pueden descartar la posibilidad de que algunos de estos planetas puedan tener órbitas muy lejanas alrededor de estrellas, pero otra investigación indica que los planetas de la masa de Júpiter en órbitas tan lejanas son raros.

El estudio, MOA, toma su nombre en parte de una familia de aves gigantes sin alas ya extinguida procedente de Nueva Zelanda, conocida como moa. Se usó un telescopio de 1,8 metros en el Observatorio de la Universidad Mount John en Nueva Zelanda para hacer un barrido regular de las copiosas estrellas del dentro de nuesta galaxia busando eventos de microlente gravitatoria. Esto ocurre cuando algo, como una estrella o planeta, pasa frente a otra estrella más lejana. La gravedad del cuerpo que pasa curva la luz de la estrella de fondo, provocando que se aumente su brillo. Los cuerpos más pesados, como estrellas masivas, curvarán en mayor medida la luz de la estrella de fondo, dando como resultado eventos de aumento de brillo que pueden durar semanas, Los cuerpos pequeños del tamaño de planetas provocarán menos distorsión, y un aumento de brillo en la estrella de sólo unos pocos días o menos.

Un segundo grupo de estudio de microlentes, el Experimento de Lente Gravitatoria Óptica (OGLE), contribuyó a este descubrimiento usando un telescopio de 1,3 metros en Chile. El grupo OGLE también observó muchos de los mismos eventos, y sus observaciones independientes confirmaron el análisis del grupo MOA.

Artículo traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en la web de la NASA, sus autores son Trent Perrotto / Whitney Clavin.