La arquitectura de los sistemas planetarios

(Esta es una representación artística del sistema planetario TRAPPIST-1, con sus siete planetas rocosos. – Créditos de la ilustración: NASA/JPL-Caltech – Wikimedia Commons)

No. No hemos detectado vida inteligente más allá de la Tierra, capaz de construir ciudades con un peculiar padrón de arquitectura. Aquí, el término arquitectura hace referencia a cómo los sistemas planetarios están “construidos”, especialmente con relación a la distribución de los planetas alrededor de su estrella central. ¿Todos los exoplanetas descubiertos hasta hoy forman parte de sistemas iguales a nuestro Sistema Solar?

La arquitectura del Sistema Solar es bien conocida, con pequeños planetas rocosos (Mercurio, Venus, Tierra y Marte) ubicados en órbitas menores e internas, y planetas gigantes gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) situados en órbitas mayores y externas. Esa arquitectura es una herencia de nuestro joven Sol que, al nacer, ha formado también esos ocho planetas que componen nuestra vecindad. Siendo, entonces, un resultado del proceso de formación de una estrella, ¿estará todo sistema planetario formado con la misma distribución de planetas? ¿Podemos decir que siempre descubriremos planetas rocosos internos y planetas gaseosos externos?

Nuevamente, no. Los primeros exoplanetas encontrados señalaban la dirección opuesta, es decir, hemos descubierto inicialmente planetas gigantes y gaseosos, cómo Júpiter, que orbitan sus estrellas-madre en órbitas mucho menores. A efectos de comparación, Mercurio lleva 88 días (terrestres) para dar una vuelta alrededor del Sol. Sin embargo, conocemos sistemas con planetas mayores que Júpiter (el mayor planeta del Sistema Solar) que se encuentran tan cerca a sus estrellas, que necesitan pocos días para completar una órbita. Ese es el caso del exoplaneta WASP-12b, que tiene un radio 83% mayor y 39% más masa que nuestro mayor planeta, Júpiter, y gira alrededor de su estrella con un período de poco más de 1 día (sí, su año dura cerca de 26,2 horas)! El hecho de que descubrimos primeramente ese tipo de configuración – planetas gigantes en órbitas cercanas-, es, en realidad, un sesgo observacional, pues el método adoptado favoreció a ese tipo de detección.

Hoy, con diversas técnicas de detección, sumadas a una mayor precisión en los datos obtenidos con telescopios espaciales, como Kepler y TESS, vemos que la arquitectura de los sistemas planetarios es más diversa de lo que se esperaba y desafía las teorías de formación de planetas aceptadas hasta entonces. Conocemos sistemas formados por varios planetas, por ejemplo, el sistema Kepler-90, con ocho planetas como el Sistema Solar, sin embargo, es muy distinto si pensamos en la distribución de esos planetas alrededor de su estrella central. Además de ser planetas con tamaños distintos y aunque el sistema contenga planetas gaseosos y rocosos, ellos se encuentran en órbitas menores y más cercanas, y todo el sistema encajaría dentro de la órbita de la Tierra, ilustra la siguiente figura. Esa configuración sugiere que, tal vez, sus planetas se hayan formado en órbitas más exteriores y, por alguna razón, hayan migrado a sus órbitas actuales.

Tenemos, también,  sistemas muy diferentes, con sólamente planetas rocosos como la Tierra. Es el caso del sistema TRAPPIST-1, formado por siete planetas muy parecidos al nuestro en tamaño, pero que orbitan una estrella menor y más fría que nuestro Sol. Además, el planeta más exterior del sistema tiene un período orbital (es decir, el tiempo que lleva para completar una órbita alrededor de su estrella) de solo 20 días. O sea, ¡todo el sistema encajaría dentro de la órbita de Mercurio!

Descubrir y estudiar esas (y otras)  arquitecturas distintas no sólo nos ayuda a conocer la diversidad, sino también a desvelar los mecanismos de formación y evolución de los sistemas planetarios.