Planetas por docenas

El proyecto MARVELS de la NASA buscará exoplanetas del tamaño de Júpiter alrededor de 6.000 estrellas, no sólo para aumentar el catálogo de increíbles mundos, sino para mejorar el conocimiento sobre cómo se forman y evolucionan los planetas.
Ilustración de planetas orbitando una estrella por T. Riecken

Ilustración de planetas orbitando una estrella por T. Riecken

Usted sabe los planetas de nuestro sistema solar, cada uno un mundo único con su propia apariencia, tamaño y química. Marte con sus rojas arenas, Venus, un mundo ardiente envuelto en espesas nubes de ácido sulfúrico, Urano, de costado y con sus extraños anillos verticales. La variedad es impresionante.
Ahora imagine que la variedad debe existir en cientos de sistemas solares. Debe haber mundos allí fuera que hagan que Venus parezca hospitalario y Urano verdaderamente derecho. Sólo 20 años atrás, los astrónomos estaban inseguros si alguno de esos mundos existían más allá de nuestro sistema solar. En la actualidad, han encontrado más de 280 de ellos, cada uno con su "personalidad" planetaria, cada uno un ejemplo fascinante de lo que un mundo puede ser.

Pero el apogeo de los descubrimientos planetarios está sólo comenzando. Este año, los astrónomos comenzarán una búsqueda masiva de nuevos planetas al observar cerca de 11.000 estrellas cercanas a lo largo de 6 años. Este número empequeñece a las cerca de 3.000 estrellas que los astrónomos han buscado hasta la fecha por la presencia de planetas. Los científicos estiman que el proyecto de la NASA llamado MARVELS encontrará al menos 150 nuevos planetas y quizás muchos más.
MARVELS es acrónimo de Multi-object Apache Point Observatory Radial Velocity Exoplanet Large-area Survey y además, en inglés, "Marvels" significa "Maravillas".

"Estamos buscando en particular planetas gigantes como Júpiter" dice Jian Ge, principal investigador de MARVELS y un astrónomo de la Universidad de Florida. Ge compara a los grandes planetas a "balizas de un faro" señalando la presencia de sistemas solares enteros. "Una vez que encontramos un gran planeta alrededor de una estrella, sabemos que planetas más pequeños podrían estar allí también".

MARVELS hará mucho más que sólo catalogar unos pocos cientos de planetas más. Al sondear los planetas tipo Júpiter alrededor de un gran número de estrellas, MARVELS apunta a dar a los astrónomos los datos que necesitan para chequear teorías competidoras de cómo los sistemas planetarios se forman y evolucionan.

Para observar a tantas estrellas, MARVELS usará un telescopio que puede ver separadamente 60 estrellas al mismo tiempo, y este número finalmente se incrementará a 120. El telescopio SDSS del Observatorio Apache Point en las montañas de Sacramento, Nuevo México, tiene un espejo primario de 2.5 metros y un amplio campo de visión que cubre 7 grados cuadrados del cielo - un área 35 veces mayor que la Luna.

Un conjunto de 60 cables de fibra óptica llevarán la luz del plano focal del telescopio a los interferómetros altamente sensitivos. Estos instrumentos pueden detectar muy pequeños cambios en la frecuencia de la luz de una estrella.
¿Cómo ayuda esto a buscar planetas? Ge explica: Cuando una estrella es tironeada por la gravedad de un planeta que la orbita, la luz de la estrella se desplaza en frecuencia, el llamado Efecto Doppler. La poderosa gravedad de los planetas del tamaño de Júpiter ejerce un poderoso tirón en la estrella huésped, haciéndolos relativamente fácil de encontrar usando este método.

Si Ge y sus colegas ven la frecuencia de una estrella incrementarse y decrementarse lentamente en un ciclo repetitivo durante los días, semanas o meses, es una buena apuesta que hay allí un planeta.

¿Qué tipo de estrellas tienen planetas gaseosos gigantes orbitándolas?
Una teoría de cómo se forman estos planetas, predice que las estrellas ricas en elementos pesados como el silicio, oxígeno y niquel deberían ser más probable que tengan planetas gigantes. Imagine un disco de formación planetaria alrededor de una estrella semejante: el disco, como la estrella misma, sería rico en elementos pesados. Esos elementos formarían trozos de roca en el disco y esos trozos colisionarían y fusionarían para crear "semillas planetarias" con la suficiente gravedad para reunir gas alrededor y crecer hasta ser gigantes.
Por lo que si MARVELS encuentra más planetas gaseosos gigantes alrededor de estrellas que tengan elementos pesados, el sondeo estaría apoyando esa teoría.

Pero algunos gigantes gaseosos podrían no necesitar esos elementos pesados para formarse. Otra teoría sugiere que los planetas tipo Júpiter pueden surgir simplemente por una alteración en el disco formador de planetas comience el colapso gravitacional de una región de gas y polvo, sin semillas requeridas.

Al examinar un gran número de estrellas MARVELS podría ser capaz de distinguir entre estas dos ideas.

Los datos ayudarán también a hechar luz sobre otras cuestiones acerca de la formación de planetas, como el saber con qué frecuencia las órbitas de los gigantes gaseosos migran más cerca de sus estrellas, y cómo los planetas, a veces, terminan con órbitas muy excéntricas en vez de casi circulares predichas por la teoría. Los datos podrían dar pistas sobre las condiciones más favorables para la creación de planetas, conocimiento que podría guiar futuras y detalladas observaciones individuales de estrellas.

Los planetas que conocemos podrían ser sólo una pista de las maravillas que nos esperan allí afuera.