Un nuevo sistema solar a 2.000 años luz de la Tierra

Kepler-11 es una estrella parecida al Sol, situada a unos 2.000 años luz de la Tierra, y afortunadamente tiene un nombre fácil, porque será de las que hay que recordar en la frenética exploración del cielo en busca de planetas extrasolares, a ser posible parecidos a la Tierra. Alrededor de ese astro se ha descubierto un sistema solar con seis planetas, cinco de ellos pequeños, y los astrónomos han podido determinar sus órbitas y sus masas, sus años, sus propiedades dinámicas, sus posiciones en un plano alrededor del astro e incluso deducir su composición. Los nombres de estos seis planetas son también fáciles de recordar aunque, de momento, poco imaginativos: Kepler-b, Kepler-c, Kepler-d, Kepler-e, Kepler-f y Kepler-g. Este último es el más grande y los otros cinco deben estar hechos de elementos más pesados que el helio, dicen los investigadores. Hasta ahora, desde que se descubrió el primero en 1995, se han encontrado más de 520 planetas extrasolares.

Al mismo tiempo, los científicos de la NASA han anunciado que con el mismo telescopio espacial, el Kepler, se han descubierto cinco posibles planetas del tamaño de la Tierra, pero aún son "candidados", es decir, que están por confirmar. Además, estarían en la llamada zona de habitabilidad, es decir a una distancia de su estrella en que la que podrían tener agua en estado líquido. En total el telescopio ha identificado 1.235 candidatos a exoplanetas desde su lanzamiento en 2009, incluídos 400 que se hacen públicos ahos. De ellos, 68 tienen aproximadamente tamaño terrestre, 288 son supertierras, 662 tienen el tamaño de Neptuno, 165 son como Júpiter y 19 mayores. Estos candidatos requiren más observaciones y verificaciones, advierte la NASA.

A la espera de que se confirmen o no estos descubrimientos, en Nature solo se hace referencia al sistema planetario Kepler-11 confirmado. Se trata del mayor sistema planetario extrasolar descubierto hasta ahora por la técnica del tránsito, es decir, midiendo la atenuación de la luz de una estrella cuando un planeta se cruza en la línea de visión desde la Tierra, como si fuera un microeclipse planetario parcial que oscurece ligeramente la luminosidad del astro. "El único sistema plenamente comprobado de múltiples planetas identificados por tránsito hasta ahora era Kepler-9, con dos planetas gigantes y uno de solo 1,6 radios terrestres", destacan los científicos en la revista Nature. "Kepler-11 es un sistema planetario notable cuya arquitectura y dinámica proporciona pistas sobre su formación", añaden. Además, aunque "es extraordinario" en si mismo, "también nos dice muchas cosas acerca de lo ordinario", es decir, los mecanismos de formación y evolución de los conjuntos planetarios, tal vez incluido el del Sol.

El descubrimiento ha sido posible gracias al telescopio Kepler, de la NASA, de casi un metro de diámetro. Es un instrumento especialmente diseñado para buscar y estudiar planetas extrasolares por tránsito que se lanzó al espacio en marzo de 2009. El nuevo sistema planetario es tan interesante y quedan tantas incógnitas que resolver que los científicos han anunciado ya que intentarán seguir obteniendo tiempo del telecopio en órbita para estudiar más detalles.

Más de 100 planetas han sido observados con el Kepler por la técnica del tránsito, que exige instrumentos capaces de medir pequeñísimas variaciones de luminosidad de los astros provocadas un cuerpo minúsculo en comparación a la estrella al cruzarse por delante de ella. De ese centenar, la inmensa mayoría son gigantes tipo Júpiter, solitarios alrededor de su astro. Los cinco planetas pequeños de Kepler-11 tienen años muy cortos, dando una vuelta completa alrededor de su astro en menos de 50 días (10 días la órbita más corta y 47 la más larga) y están en una configuración muy compacta, todos ellos por dentro de la órbita de Mercurio, si se hace el ejercicio teórico de sobreponer su astro al nuestro. La mayor parte del medio millar de exoplanetas conocidos se han encontrado no por tránsito, sino indirectamente, por los bamboleos que inducen gravitatoriamente en sus respectivas estrellas.

Por su masa, los cinco pequeños planetas de Kepler-11 se sitúan entre 2,3 y 13,5 veces la terrestre y del sexto, que tarda 118 días en cumplir una vuelta alrededor de la estrella, nos se ha podido aún determinar su masa, pero es superior a las 300 veces la de la Tierra. Por su radio, el más pequeño es casi el doble del terrestre y el mayor, 4,5 veces.

"Los más masivos de los seis planetas deben ser como nuestros Neptuno y Urano, pero los tres menores son distintos de cualquier cuerpo de nuestro Sistema Solar", afirma Jonathan Fortney (Universidad de California en Santa Cruz, UCSC), uno de los científicos del numeroso equipo que firma el descubrimiento en Nature. La cantidad de brillo de la estrella que se reduce durante el tránsito del planeta informa a los científicos acerca de su radio, y el tiempo que transcurre entre un tránsito y otro indica cuanto tarda en cumplir su órbita. Las masas de los diferentes cuerpos se deducen de los ligeros efectos gravitatorios generados en el sistema. Hasta ahora, los científicos habían logrado determinar la masa y el tamaño de sólo tres exoplanetas más pequeños que Neptuno, informan los expertos de la UCSC.

A partir del radio y la masa, los científicos estiman la composición de estos cuerpos. Los seis tienen densidades inferiores a la terrestre. "Parece que los dos internos [los más cercanos a la estrella] pueden estar formados sobre todo de agua helada con tal vez una leve piel gaseosa, de hidrógeno y helio, como minineptunos", dice Fortney. "Los otros tienen densidades inferiores al agua, lo que parece indicar atmósferas de hidrógeno-helio". Esto es sorprendente, dicen los científicos, porque esos planetas deben ser muy calientes dada su proximidad al astro y a mayor temperatura mayor gravedad es necesaria para conservar la atmósfera. Los astrónomos aún están trabajando en el asunto, pero dicen que tal vez esos cuerpos tenían atmósferas más masivas y que lo que se observa ahora es solo el resto, en unos casos, mientras que en los planetas más cercanos a la estrella se ha perdido ya casi por completo. De cualquier es difícil explicar cómo esos planetas se pudieron forman todos tan cerca de la estrella, por lo que la hipótesis es que nacieron más lejos de ella -al menos algunos- y luego migraron acercándose.

Otro resultado interesante de la investigación es que los seis planetas de Kepler-11 están en el mismo plano, con solo ligeras inclinaciones respecto al mismo, como los planetas del Sistema Solar, lo que refuerza la teoría de que los sistemas planetarios, incluido el solar, se forman en discos planos de gas y polvo que giran alrededor del astro.

El telescopio Kepler observa 150.000 estrellas para ver si se producen en ellas atenuaciones de su luz que indiquen el tránsito de un planeta, con especial interés por posibles cuerpos como la Tierra, pequeños, rocosos, con órbita de unos pocos cientos de días y situados en una zona alrededor del astro que permitiera la existencia de agua en estado líquido y en la que pudiera surgir la vida, explica Eugene Samuel Reich en un artículo en Nature. En otra colaboración, Lee Billings destaca que, pese al gran éxito de la búsqueda de planetas extrasolares en los 15 años desde que se descubrió el primero, las cancelaciones y retrasos de proyectos científicas de la NASA afectan también a una misión para buscar planetas terrestres con la técnica avanzada de interferometría. La culpa es de los recortes en la financiación de las actividades científicas de la agencia espacial estadounidense, las estrecheces económicas y las dificultades del futuro telescopio espacial James Webb, que debe sustituir al Hubble, dice Billings.