Exoplanetes, més enllà del Sistema Solar
Written by Michele Catanzarodimarts, 12 setembre 2006 15:52
El Sol no és l’única estrella que té planetes orbitant al seu al voltant. Fa només 10 anys el descobriment d’un planeta fora del Sistema Solar va ser una gran notícia. Ara sabem que podem trobar nous mons gairebé a qualsevol cantonada de la galàxia, i amb els nous mètodes de detecció són cada any més els que descobrim. Ens hauran descobert també ells a nosaltres?
Més enllà del nostre Sistema Solar, orbitant al voltant d’altres estrelles, en les profunditats de l’Univers, s’han detectat més de 190 planetes. Els planetes extrasolars es troben -com el seu nom indica- fora del Sistema Solar i no són pas a una distància com perquè la NASA es plantegi d’anar a visitar-los (de moment). El més proper està a més de 10 anys llum, més o menys a uns 95.000.000.000.000 quilòmetres. És a dir, cal viatjar durant 10 anys a la velocitat de la llum (300.000 quilòmetres per segon) per arribar-hi. No obstant això, aquestes distàncies no impedeixen que els astrònoms puguin detectar-los.
El secret dels planetes
Però per què busquem planetes extrasolars si malgrat tot mai podrem visitar-los? Més enllà del pur plaer d’acumular coneixement i d’ampliar el catàleg d’objectes astronòmics que s’han detectat fins ara, la ciència té moltes preguntes per resoldre que els planetes extrasolars poden ajudar a respondre: com es va formar el Sistema Solar? La vida és tan excepcional que només existeix a la Terra? Estudiar aquests planetes extrasolars ens permet, per exemple, saber si existeixen més planetes com la Terra, amb capacitat per a albergar vida. A més, els sistemes planetaris en fases més primerenques de la seva evolució ens ajuden a entendre quins mecanismes van regir l’origen i desenvolupament del nostre Sistema Solar. Així, saber d’on venim i si realment pot haver vida fora del nostre planeta i del nostre Sistema Solar –les grans qüestions que s’ha plantejat la humanitat des de la nit dels temps- podrien trobar resposta en aquells llunyans mons que són els planetes extrasolars.
El zoo planetari
Dels 194 planetes extrasolars detectats fins ara, gairebé tots són ben diferents al nostre. La majoria són molt més semblants a Júpiter: enormes boles de gas que orbiten molt, molt a prop de la seva estrella (amb uns pocs, molt, molt lluny d’ella). Més a prop del que es troba Mercuri del Sol al nostre Sistema Solar. En aquestes condicions no pot haver vida, almenys tal com la coneixem.
Tampoc ens diuen gaire sobre la formació del nostre Sistema Solar ja que els nostres gegants gasosos (Júpiter i Saturn) no es troben tan a prop de la seva estrella. En efecte, aquests planetes extrasolars són tan a prop de les seves respectives estrelles que són incompatibles amb les teories de formació planetària amb les quals treballen els astrofísics. Possiblement, els planetes que s’han detectat són tan pròxims als seus Sols perquè els mètodes emprats tenen més facilitat per trobar els planetes propers a la seva estrella i no aconsegueixen detectar els planetes més allunyats d’ella. No obstant això, com que cada mes s’identifiquen un grapat de planetes extrasolars més, i cada vegada es van perfeccionant més els mètodes de detecció, d’aquí a uns anys podrem saber si el nostre Sistema Solar és tan excepcional com sembla. Tornarem a l’heliocentrisme? És improbable…
Una terra extrasolar
El major èxit que pot assolir la recerca de planetes extrasolars és el descobriment d’un món que tingui unes característiques semblants a les de la Terra i pugui ser candidat a albergar vida. Fins ara el més semblant és OGLE-2005-BLG-390Lb. Aquest planeta amb nom tan estrany (els noms d’aquests planetes procedeixen d’una nomenclatura científica poc romàntica) orbita al voltant d’una estrella petita del tipus “nana vermella” a una distància que en el nostre Sistema Solar quedaria entre Mart i Júpiter. És una roca unes 5 vegades més massiva que la Terra; es creu que té una prima atmosfera sota la qual descansa una esfera de roca i gel d’amoníac, metà i hidrogen. La temperatura de la seva superfície és d’uns -220º C. Sens dubte, es tracta d’un lloc molt extrem, on la vida difícilment es podria desenvolupar, però és el més semblant a la Terra que es coneix.
Caçadors de planetes
5 mètodes per a la recerca de planetes extrasolars
Els planetes són gairebé invisibles en comparació amb les seves estrelles. Així, els astrònoms han d’idear mètodes indirectes de detecció per localitzar-los
1. Pertorbació de l’òrbita de l’estrella
La gravetat va en els dos sentits: l’estrella atreu al planeta, però el planeta també atreu a la seva estrella. Si la massa del planeta és relativament gran o l’estrella està relativament a prop, l’estrella orbitarà lleugerament al voltant del què els físics anomenen el “centre de masses”. Els astrònoms detecten aquest moviment de l’estrella i així poden dir que està acompanyada d’un o més planetes tot i que no els poguem veure.
2. Trànsit
Quan la Lluna passa per davant del Sol ens l’oculta i tapa la seva llum: pràcticament es fa de nit. D’una forma menys dramàtica, el mateix ocorre quan Venus passa entre la Terra i el Sol, allò que en astronomia s’anomena “trànsit”. En aquests casos podem veure una petita taca fosca en el disc solar i la llum que ens arriba del Sol decau en un percentatge molt petit, que no obstant això els instruments poden detectar. Quan això ocorre en una estrella no molt llunyana, la llum que ens arriba de l’estrella disminueix en un petit percentatge: de l’ordre de l’1% per a un planeta gran com Júpiter. Així, podem detectar planetes molt grans que orbiten prop de l’estrella.
3. Reflex de l'estrella 
Aquest és el mètode més espectacular perquè ens permet veure directament el planeta. Igual que podem veure Venus, Mart, Júpiter, la Lluna, Saturn i Mercuri perquè reflecteixen la llum del Sol, en casos molt concrets alguns planetes poden reflectir prou llum com per fer-se visibles. Així, els aparells més precisos poden diferenciar la llum reflectida pel planeta d’aquella que prové directament de l’estrella i literalment veure el planeta.
4. Microlent gravitacional
Einstein va predir que les grans masses “corben” la trajectòria de la llum. Aquest fenomen s’ha vist i comprovat en nombroses ocasions. La primera vegada que es va observar va ser durant un eclipsi solar: es va comprovar com la massa del Sol desviava la llum de les estrelles que es veien darrera seu, a prop de les seves vores. El mateix efecte pot provocar un planeta de gran massa. Malgrat això, és una circumstància molt difícil de trobar. En efecte, el planeta ha de passar gairebé per davant d’alguna estrella que estiguem observant i ha de tenir una massa colossal perquè puguem detectar la llum que desplaça.
5. Disc de pols
Moltes estrelles estan envoltades per discs de pols estel•lar, derivada de la col•lisió entre cometes i asteroides. Aquesta pols es pot detectar perquè absorbeix la llum de l’estrella i la reemet com a radiació infraroja. Estudiant la densitat i disposició del material dels discs de pols circumestel·lars podem detectar planetes al voltant de l’estrella, atès que aquests produiran distorsions gravitacionals reflexades en la distribució dels fragments de pols.
Malauradament, aquest mètode només es pot utilitzar amb imatges obtingudes des d’observatoris espacials, atès que l’atmosfera terrestre absorbeix la major part de la radiació infraroja.
Bel·lerofont. El primer planeta extrasolar detectat en una estrella semblant al Sol
El 1995 es va tobar Bel•lerofont, el primer planeta extrasolar detectat a prop d’una estrella semblant al Sol. Però Bel•lerofont és un planeta molt diferent al nostre. Està tan a prop de la seva estrella (51 Pegàs, a la constel•lació de Pegàs) que només triga 4 dies a donar-li una volta. La temperatura a la seva superfície és d’uns 1000 ºC i és una enorme esfera de gas que té una massa unes 150 vegades superior a la de la Terra.
Treball a classe