El pasado 22 de febrero la NASA anunciaba a bombo y platillo que había concretado por fin que había siete planetas alrededor de la enana roja TRAPPIST-1, es decir, la lotería de la búsqueda de exoplanetas: una heptarquía milagrosa donde los planetas están tan cerca unos de otros que apenas queda espacio viable para lunas, y puede que para la vida por problemas gravitatorios.
La caza y captura de los exoplanetas es una fiebre inmensa que arrancó a principios de los 90 y que ya es casi un oficio dentro de la astronomía. La enana roja fría TRAPPIST-1, a 40 años luz de la Tierra (constelación de Acuario), tiene a su alrededor siete pequeños planetas, etiquetados con las letras de la b a la h en orden creciente de distancia de la estrella, tienen tamaños similares a la Tierra. La NASA llevaba algún tiempo estudiando este sector cercano a través de la cooperación internacional con el telescopio TRAPPIST-Sur del Observatorio La Silla que pertenece al European Southern Observatory, el telescopio VLT del Observatorio Paranal y el telescopio espacial Spitzer de la propia NASA, que arrastró consigo además a varios observatorios secundarios más, entre ellos los de La Palma (Canarias).
Lo mejor de todo de este sistema planetario es que al menos seis de ellos son comparables en tamaño y temperatura a la Tierra. El sistema de detección es bastante conocido: los tránsitos. Cuando los cuerpos que orbitan una estrella pasan por delante del foco de luz emitida (los denominados “tránsitos”) los observadores pueden inferir datos como tamaño, temperatura atmosférica y composición (si los astrónomos utilizan instrumentos diseñados para ello). Ventajas del nuevo sistema: las órbitas son lineales (como en el Sistema Solar).
No hablamos de planetas gaseosos en los que sería imposible vivir, ni siquiera rocas heladas sin atmósfera, son planetas con atmósfera y de dimensiones parecidas a nuestra bola azul. Y sin embargo las condiciones de ese sistema planetario son muy diferentes al nuestro. Para empezar TRAPPIST-1 es una estrella “pequeña” para la escala solar, ya que apenas tiene el tamaño de Júpiter, y su brillo es débil. En comparación con nuestro “vecindario” es un punto central pequeño y frágil, aunque este tipo de estrellas son para los astrónomos los lugares perfectos para encontrar planetas que cumplan con el modelo terrestre. Y el sistema TRAPPIST-1 es el primero en el que hacen diana.
Esta misma semana un grupo de investigadores de la Universidad de Toronto han dado una explicación de que esos planetas no choquen entre sí a pesar de tener órbitas tan cerradas y cercanas porque la estrella no tiene suficiente fuerza gravitatoria. Siempre en comparativas con el Sistema Solar, los cuerpos orbitales están a la misma distancia que las lunas de Júpiter de éste. Esto implica a su vez que la zona habitable (donde la temperatura permite que haya agua líquida) es mucho más restringida que en el Sistema Solar, y que los tamaños son también variables. El estudio determina que son bastante similares entre sí, con escalas que, por comparación, equivaldrían a Venus y la Tierra, y que por su densidad es muy probable que los más cercanos a la estrella sean rocosos.
El problema es poder explicar cómo es posible que con masas tan grandes no haya una alteración de sus órbitas por el baile gravitatorio entre ellos: están tan cerca como lo está Mercurio del Sol; literalmente los planetas “se apelotonan” en una estrecha franja. De hecho las simulaciones por ordenador del sistema daban siempre resultados catastróficos: chocaban entre sí en apenas un millón de años, un periodo muy corto de tiempo a nivel astronómico. Es decir: si se mantiene con planetas que parecen maduros es porque hay algo que les permite mantener las órbitas cerradas y cercanas sin chocar. Su estudio, publicado en Astrophysical Journal Letters, ofrece una solución: los planetas funcionan como una “cadena resonante” que los estabiliza.
Explicación: en este tipo de esquemas los periodos orbitales de los planetas forman relaciones de números enteros, igual que Plutón y Neptuno. Las órbitas del gigante y el planeta enano se cruzan, lo que supondría la destrucción inmediata de Plutón si se acercara a Neptuno. Sin embargo no lo hace nunca, ya que sus posiciones se repiten indefinidamente sin llegar nunca a estar lo suficientemente cerca como para chocar entre sí. Es decir, que sus órbitas se repiten una vez tras otra sin llegar siquiera a coincidir jamás. De no tener este tipo de relación el pequeño planeta ni siquiera habría sido descubierto por el ser humano.
Esta “cadena” en realidad lo que hace es crear un ritmo concreto que hace funcionar a los siete planetas como una orquesta bien afinada que no llega nunca al punto de choque. Pero a un nivel mucho más complejo: el baile de riesgo entre Plutón y Neptuno no es nada comparado con tener a siete planetas tan cerca entre sí que desde la superficie de uno de ellos se podrían ver las montañas y valles más profundos del vecino. Cada uno tiene un ritmo que se coordina con el resto, creando una “sinfonía” repetitiva, como la percusión de una orquesta, que se mantiene de fondo. De no ser así esos siete no estarían ahí para haber sido descubiertos por la NASA. El problema es que podría dejar de ser tan perfecta: cualquiera alteración descompensaría la “música” y podría hacerlos chocar entre ellos.
Una posible explicación es que ese equilibrio podría haberse mantenido desde el inicio: es decir, desde que se formaran en el disco de polvo y material acumulado en órbita alrededor de la estrella. Lo que seguro es que en esas distancias es muy probable que reciban la misma cantidad de luz que el circuito interior del Sistema Solar, en el que están Marte, la Tierra, Venus y Mercurio. Los más cercanos son TRAPPIST-1 b, c y d, y quizás demasiado cálidos, mientras que TRAPPIST-1 e, f y g sí que están en la zona perfecta. El último, h, está demasiado lejos y su órbita aún está por confirmar definitivamente. Para completar los estudios, a partir de ahora la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) van a utilizar el telescopio espacial Hubble para enfocar este sistema, principalmente para confirmar si estos planetas tienen atmósfera.
Dificultades para la vida
Uno de los problemas para que estos planetas alberguen vida es precisamente esa cercanía. Es muy difícil que existan lunas orbitándolos porque no hay, literalmente, espacio suficiente y el equilibrio orbital haría extremadamente complicado que pudieran sobrevivir al baile gravitatorio entre planetas. Según Stephen Kane, profesor de la San Francisco State University, la existencia de lunas “compensatorias” tiene importancia en la formación de vida. Kane toma como ejemplo la Tierra y la Luna, una relación que lejos de ser puramente casual ha tenido un peso específico muy importante en la vida terrestre. Su fuerza gravitatoria crea mareas oceánicas que favorecieron la aparición de los primeros organismos. La Luna no sólo mueve las aguas, sino que ejerce de estabilizador orbital para el eje de rotación de la Tierra, evita que se acelere y que se incline en exceso, lo que alteraría por completo el clima, los ciclos solares y convertiría la bola azul en una “peonza loca”.
El equilibrio entre planeta y luna es muy frágil, y si persiste puede ser muy útil para estabilizarse entre sí. Júpiter es un buen ejemplo: su fuerza gravitatoria es tan grande que literalmente estruja sus lunas, deformándolas. No son esferas perfectas, algunas literalmente sufren olas de presión tan grandes que las altera de dentro hacia fuera. El estudio de Kane establece que esos equilibrios pueden medirse por dos conceptos: el límite de Roche, que identifica el punto donde la gravedad del planeta es demasiado fuerte para que la luna sobreviva, y el radio de Hill, es decir, la zona del espacio en el que un planeta ejerce su gravedad en relación con la estrella. Si la luna está justo entre esos dos límites físicos, entonces sobrevive. Es decir, que si está demasiado cerca será destruida, y si se coloca demasiado lejos terminará vagando sin rumbo. Si aplicamos ese mismo equilibrio al sistema TRAPPIST-1 nos encontramos con que los planetas están tan cerca entre sí que no hay espacio para lunas viables.
