Sistemas planetarios: definición, descubrimientos y zonas habitables

Descubre qué son los sistemas planetarios, los últimos exoplanetas descubiertos y cómo las zonas habitables marcan el potencial de vida en otros mundos.

Sistema planetario es el término general para referirse a una estrella con planetas y otros objetos en órbita a su alrededor. El Sistema Solar es uno de ellos. Hoy sabemos que muchas otras estrellas también poseen sistemas planetarios, con una gran variedad de tamaños, composiciones y arquitecturas.

Descubrimientos recientes y cifras

El siglo XXI se ha convertido en una época dorada del descubrimiento de sistemas planetarios. Gracias a telescopios espaciales y observatorios en tierra, se han confirmado más de 5.000 exoplanetas en miles de sistemas; además existen otros miles de candidatos pendientes de verificación. Muchos de esos sistemas son multiplanetarios, es decir, contienen dos o más planetas, y la estadística global está constantemente mejorando a medida que se refinan las técnicas de detección.

Sistemas cercanos y ejemplos

El sistema planetario más cercano con un planeta confirmado es Proxima Centauri, a aproximadamente 4,24 años luz, que alberga al planeta Proxima b (un exoplaneta de masa similar a la terrestre en la llamada zona de interés). El sistema de Alfa Centauri (a ~4,37 años luz) es objeto de búsquedas intensas: se han propuesto candidatos, pero algunas detecciones aún son debatidas o no están confirmadas. Entre los sistemas multiplanetarios cercanos figura Gliese 876 (a ~15,3 años luz), que tiene varios planetas confirmados.

Componentes de un sistema planetario

Un sistema planetario típico puede incluir:

• Una estrella o sistema estelar (binario, múltiple).
• Planetas de distintos tipos: rocosos, gigantes gaseosos y gigantes helados.
• Satelites naturales (lunas), anillos, cinturones de asteroides y cometas.
• Discos protoplanetarios y restos de la formación (polvo y planetesimales).

Métodos de detección

Los principales métodos para descubrir y caracterizar exoplanetas son:

• Tránsito: se mide la reducción de brillo de la estrella cuando un planeta pasa delante de ella; permite calcular el radio y, combinado con otros datos, la densidad.
• Velocidad radial: detecta el movimiento de la estrella inducido por la gravedad del planeta; proporciona la masa mínima del planeta.
• Imagen directa: captura la luz del propio planeta, útil para planetas grandes y alejados de su estrella.
• Microlente gravitacional: aprovecha el efecto de lente de una estrella interpuesta para revelar planetas, incluso lejanos o de baja masa.
• Astrometría y timing: miden cambios muy pequeños en la posición o en la periodicidad de señales estelares (útiles en casos concretos).

Zonas habitables: qué son y por qué importan

De especial interés para la astrobiología es la zona habitable de los sistemas planetarios. Se define, en términos simples, como la región alrededor de una estrella donde un planeta con una atmósfera adecuada podría mantener agua líquida en su superficie, condición considerada clave para la vida tal como la conocemos.

Algunos puntos clave sobre la zona habitable:

• Zona conservadora vs. optimista: la definición varía según supuestos sobre la atmósfera y el clima; la zona conservadora es más restrictiva, la optimista incluye límites más amplios.
• Influencia estelar: el tipo espectral y la actividad de la estrella (p. ej. llamaradas en enanas rojas) afectan la habitabilidad.
• Factores planetarios: la atmósfera, la geología, la presencia de un campo magnético y la posible rotación (o acoplamiento de marea) condicionan el clima y la retención de agua.
• Habitabilidad no solo superficial: mundos con océanos subsuperficiales (como las lunas heladas del Sistema Solar) pueden ser habitables aun fuera de la zona clásica.

Señales de vida y futuras misiones

La detección de vida extraterrestre requeriría identificar biosignaturas en atmósferas o superficies: combinaciones químicas (oxígeno con metano, por ejemplo) que sean difíciles de explicar por procesos abióticos. Instrumentos como el telescopio espacial James Webb, telescopios extremadamente grandes en tierra (ELT, GMT) y misiones futuras especializadas buscan medir atmósferas y buscar tales señales en exoplanetas cercanos.

Importancia científica

El estudio de sistemas planetarios amplía nuestro entendimiento sobre:

• Cómo se forman y evolucionan los planetas y sistemas estelares.
• La frecuencia y diversidad de mundos potencialmente habitables.
• El contexto del Sistema Solar frente a la población galáctica.

En resumen, los sistemas planetarios son variados y numerosos. La combinación de nuevas observaciones y mejores modelos nos acerca a responder preguntas fundamentales: ¿qué fracción de estrellas tiene planetas? ¿Qué condiciones favorecen la vida? ¿Hay vecinos cósmicos con características similares a la Tierra?

Sistemas multiplanetarios

Los sistemas multiplanetarios son estrellas con al menos dos planetas confirmados, más allá de nuestro Sistema Solar.

Del total de 1116 estrellas que se sabe que tienen exoplanetas (en junio de 2014, hay un total de 461 sistemas multiplanetarios conocidos. Alrededor de 280 de ellos sólo tienen dos exoplanetas confirmados, pero algunos tienen más. La estrella con más planetas confirmados es nuestro Sol, con 8 planetas confirmados, mientras que las estrellas con más exoplanetas confirmados son Kepler-90 y HD 10180, con 7 planetas confirmados cada una; en 2012, se han sugerido dos candidatos a exoplanetas más para HD 10180, lo que elevaría el total a 9 exoplanetas en ese sistema.

Gliese 876, con 4 exoplanetas confirmados, es el sistema multiplanetario más cercano a 15 años luz de nuestro Sistema Solar. Se conocen un total de 12 sistemas que están más cerca de 50 años luz, pero la mayoría están mucho más lejos. El sistema multiplanetario confirmado más lejano es el OGLE-2012-BLG-0026L, a 13300 ly de distancia.

Las dos propiedades estelares más importantes son la masa y la metalicidad porque determinan cómo se forman estos sistemas planetarios. Los de mayor masa y metalicidad tienden a tener más planetas y más masivos.

 
Sistemas multiplanetarios organizados por tipo espectral de la estrella anfitriona.  


Número de descubrimientos de planetas extrasolares por año hasta febrero de 2014. Los colores indican el método de detección.   velocidad radial   tránsito   cronometraje   detección directa   microlente  

Preguntas y respuestas

P: ¿Qué es un sistema planetario?

P: ¿Cuántos exoplanetas se han descubierto hasta ahora?

P: ¿Cuál es el sistema planetario confirmado más cercano a la Tierra?

P: ¿Cuál es el sistema planetario no confirmado más cercano a la Tierra?

P: ¿Cuál es el sistema multiplanetario más cercano a la Tierra?

P: ¿Qué región tiene más potencial para desarrollar vida extraterrestre?

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