Uno de los temas más explorados en la astrofísica actual, y en mi opinión uno de los más fascinantes, es el de los exoplanetas. Se le llama exoplaneta o planeta extrasolar a cualquier planeta que se encuentre fuera de los límites del Sistema Solar. La mayoría de los que se han descubierto se encuentran orbitando alrededor de alguna estrella, aunque existen algunos, llamados planetas interestelares o vagabundos, que no están ligados gravitacionalmente a ninguna estrella.
Hasta el momento de escribir esta nota, 15 de febrero de 2023, se han descubierto 5250 exoplanetas, y existen varios miles más que se consideran “candidatos”, dado que no se ha confirmado todavía que las detecciones efectivamente se deban a la presencia de planetas extrasolares.
Como quizás es natural pensar, varios de estos exoplanetas, del mismo modo que en el Sistema Solar, pertenecen a sistemas planetarios. Es decir, son dos o más exoplanetas los que se encuentran dando vueltas alrededor de una misma estrella gracias a la atracción gravitacional.
Nuestro Sistema Solar tiene una arquitectura notable: En primer lugar, los planetas abarcan una gran variedad de tamaños: mientras Mercurio es un planeta muy pequeño que contiene aproximadamente el 5% de la masa de la Tierra, Júpiter es un gigante cuya masa es 318 veces la de nuestro planeta, y todos los demás planetas de nuestro sistema planetario se encuentran en un rango entre estos dos. En segundo lugar, podemos notar que los planetas más pequeños, llamados rocosos, son los más cercanos al Sol, mientras que los planetas gigantes, son los que se encuentran más lejos.
Este hecho ha despertado la curiosidad de algunos astrofísicos, quienes se han preguntado si esta arquitectura es única, o si más bien existen una gran variedad de arquitecturas en los sistemas planetarios. Usando sofisticados programas de computadora que simulan la formación y evolución de los sistemas planetarios, se ha determinado que existen cuatro posibles arquitecturas:
1) Sistema Similar: Todos los planetas del sistema tienen masas muy parecidas entre ellos.
2) Sistema Ordenado: El sistema contiene planetas rocosos y gigantes. En este tipo de arquitectura los planetas rocosos se encuentran más cerca de la estrella, mientras que los gigantes se encuentran alejados de ella.
3) Sistema Anti-ordenado: El sistema contiene planetas gigantes y rocosos. En este caso, los planetas gigantes se encuentran más cercanos a la estrella, mientras que los rocosos son los más lejanos.
4) Sistema Mezclado: El sistema contiene planetas gigantes y rocosos, pero no llevan un orden en cuanto a su cercanía a la estrella.
Las simulaciones numéricas dan un resultado interesante: no todas las arquitecturas son igualmente probables. De acuerdo a los resultados computacionales, se esperaría que alrededor del 80% de los sistemas planetarios fueran similares, 10% fueran ordenados, alrededor del 7% fueran mezclados y el 3% restante fueran anti-ordenados.
Para completar el análisis, los resultados de las simulaciones computacionales deben compararse con las observaciones astronómicas. Para ello, se compiló un catálogo que consta de 194 exoplanetas descubiertos. Todos los exoplanetas del catálogo pertenecen a 41 sistemas planetarios con al menos cuatro planetas por sistema para poder clasificarlos. Los resultados son también muy interesantes. De acuerdo con las observaciones, los sistemas similares son alrededor del 60%, los ordenados cerca del 35%, los mezclados representan solamente el 5%, mientras que no se ha detectado hasta el momento ningún sistema anti-ordenado.
Como puede verse, el Sistema Solar sería un sistema ordenado dentro de esta clasificación. Si bien nuestro sistema no está entre los más comunes, tampoco es de los más raros. Cabe mencionar que las muestras observacionales de exoplanetas tienen muchos sesgos, por lo que no puede obtenerse todavía una conclusión robusta de este estudio. Faltan más observaciones para poder estar seguros de que esta tendencia es representativa de la distribución de arquitecturas de los sistemas planetarios, lo que hace este tipo de estudios todavía más interesantes.
Para saber más, puedes consultar los siguientes enlaces (en inglés):
https://www.unige.ch/communication/communiques/en/2023/quatre-classes-de-systemes-planetaires
https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2023/02/aa43751-22.pdf
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