Diari de recerca | Tecnologia i enginyeria

Fins fa poc més de 15 anys, tots els planetes coneguts formaven part del nostre sistema solar. Encara que els primers intents per detectar planetes orbitant altres estrelles es van realitzar durant el segle XIX, no va ser fins a l’any 1992 que es va descobrir el primer cos fora del Sistema Solar amb una massa prou petita per a no ser una estrella. Des de llavors, gairebé 300 planetes extrasolars han estat descoberts emprant diverses tècniques observacionals.

Els primers planetes extrasolars detectats i mètodes de detecció

Després de diverses falses deteccions, el primer planeta extrasolar confirmat va ser detectat pels radioastrònoms Aleksander Wolszczan i Dale Frail el 1992. Aquest planeta, però, es movia al voltant d’una estrella peculiar: el púlsar PSR 1257+12. Per tant, no era una estrella de seqüència principal, sinó el cadàver estel·lar resultant de l’explosió d’una supernova. El primer planeta extrasolar al voltant d’una estrella ordinària de seqüència principal va ser detectat per Michel Mayor i Didier Queloz el 1995. Aquest planeta completa una revolució al voltant de l’estrella 51 Peg en només 4,24 dies i té una massa d’aproximadament la meitat de la massa de Júpiter. Per tant, és un planeta gegant gasós similar als planetes gegants del nostre sistema solar.

El nom que s’assigna als planetes descoberts al voltant d’altres estrelles és igual que el de la pròpia estrella, afegint una lletra minúscula darrere, començant per la “b”. D’aquesta manera, el planeta que orbita al voltant de 51 Peg s’anomena 51 Peg b. Quan es descobreix més d’un planeta al voltant d’una mateixa estrella, es fan servir les lletres successives, en ordre de descobriment (no de distància del planeta a l’estrella!): “c”, “d”, etc.

La detecció de planetes extrasolars no s’ha pogut dur a terme fins fa pocs anys perquè suposa un gran desafiament per a l’instrumental astronòmic. S’ha de tenir en compte que un planeta és extremadament més feble que l’estrella al voltant de la qual orbita (típicament, la seva brillantor és un milió de vegades més feble que la de l’estrella). Com, a més, vist des de la Terra qualsevol planeta extrasolar es troba extremadament a prop (en distància angular) de la seva estrella, la seva detecció és molt complicada. De fet, la major part dels planetes no s’han detectat directament, sinó gràcies a diversos efectes indirectes que provoca la seva presència. Aquests efectes poden ser, entre d’altres, astromètrics (la influència gravitacional del planeta fa modificar lleugerament la posició de la seva estrella al cel), d’efecte Doppler a les velocitats radials (per la mateixa causa que en el cas anterior, les línies espectrals de l’estrella mostren corriment Doppler degut a la presència del planeta) i fotomètrics (quan un planeta transita per davant de l’estrella, oculta part de la seva superfície i, per tant, l’estrella perd una mica de la seva brillantor quan s’observa des de Terra). Des de l’Observatori Astronòmic del Montsec hem realitzat recentment diverses observacions de trànsits de planetes extrasolars per davant de les seves estrelles, i en aquest missatge us mostrem un dels exemples, corresponent al planeta HD 189733 b.

Principals característiques dels planetes extrasolars i les seves estrelles

No totes les estrelles poden tenir planetes al seu voltant. Observacions recents semblen indicar que tant les estrelles molt massives (de tipus espectral O; veure missatge 7) com les poc massives (de tipus espectral M) tenen una baixa probabilitat de tenir planetes. En el primer cas, com són estrelles molt més calentes que el Sol, els efectes de foto evaporació fan molt difícil la formació de planetes. En el segon cas, la molt baixa massa de les estrelles tampoc afavoreix la formació de planetes (almenys, de planetes de certa massa) al seu voltant. De fet, la major part dels planetes extrasolars coneguts s’han trobat orbitant estrelles dels tipus espectrals F, G o K, encara que aquest fet està afectat d’un cert biaix dels programes observacionals, que tendeixen a concentrar-se en estrelles similars al Sol (que, recordem, és de tipus G).

La determinació de les propietats físiques i orbitals dels planetes extrasolars és complicada, doncs, com acabem de veure, la major part d’ells s’han descobert de manera indirecta. En tot cas, la major part dels planetes extrasolars descoberts tenen masses molt més grans que la de la Terra (gairebé tots es troben per sobre de les 10 masses terrestres) i es troben situats molt a prop de la seva estrella. Aquestes dues característiques semblen clarament degudes a efectes de selecció, doncs tots els mètodes observacionals afavoreixen la detecció de planetes que tinguin precisament aquesta mena de paràmetres. És més, el fet que s’hagin detectat alguns planetes extrasolars amb masses similars a la de la Terra (tenint en compte com de complicat és això), demostra que aquesta mena de cossos són molt comuns.

Pot haver-hi vida als planetes extrasolars?

La possibilitat de vida a l’Univers fora de la Terra és una de les grans qüestions que ha preocupat als astrònoms en particular, i a la humanitat en general, durant tota la Història. El descobriment de centenars de planetes extrasolars ha donat una nova embranzida a aquest tema.

Per poder estudiar aquesta qüestió, els astrònoms han definit la zona d’habitabilitat com aquella que permet l’existència d’aigua líquida a la superfície d’un planeta, condició que es creu indispensable per l’existència de vida. Per una estrella concreta, aquesta zona s’estén entre unes distàncies mínima i màxima, que depenen de la massa de l’estrella (equivalent a dir que depenen de la seva lluminositat).

De tots els planetes extrasolars que es coneixen fins a la data, l’únic que és un planeta terrestre i se situa dins la zona d’habitabilitat de la seva estrella és Gliese 581 c. L’estrella Gliese 581 és de tipus espectral M3, i té 0,3 masses solars. Fins a la data, s’han descobert tres planetes al seu voltant: Gliese 581 b, Gliese 581 c i Gliese 581 d. El segon té un període translació (la durada del seu any) de 12,9 dies, i una massa estimada unes 5 vegades superior a la de la Terra. A la distància que se situa de la seva estrella, seria possible l’existència d’aigua líquida a la seva superfície. No obstant, de moment no s’ha pogut confirmar aquest extrem. Per tant, actualment no s’ha pogut confirmar l’existència de vida en cap dels planetes extrasolars descoberts.

Fins ben aviat!

L’Equip científic