Hace treinta años, el 6 de octubre de 1995, se reveló el primer exoplanet que se descubrió alrededor de una estrella del sol. Llamado 51 Pegasi B, era un mundo como nada que habíamos visto antes: un planeta gigante de gas similar a Júpiter, pero tan cerca de su estrella que su año dura poco más de cuatro días de tierra y su cielo arde a 1.830 grados Fahrenheit (1,000 grados Celsius).
El descubrimiento de 51 Pegasi B fue un punto de inflexión en la historia astronómica. Ya no estábamos limitados a estudiar solo los planetas en nuestro propio sistema solar; Había un universo entero de sistemas planetarios para explorar.
“Cuando se descubrió el primer exoplanet, recuerdo haber pensado que fue realmente genial, pero también pensando: ‘¡Duh! ¡Como, por supuesto, hay planetas por ahí!'”, Dijo Amanda Hendrix, directora del Instituto de Ciencias Planetarias en Arizona, en una entrevista con Space.com.
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Ese primer exoplaneta demostró ser la vanguardia para una galaxia entera llena de llantas con planetas. Hoy, el recuento de exoplanet es de más de 6,000 y está creciendo todo el tiempo. Las estadísticas sugieren que casi todas las estrellas de aproximadamente 200 mil millones de estrellas en nuestra galaxia de la Vía Láctea tienen planetas.
Eso significa que hay muchos planetas por ahí, pero 51 Pegasi B fue el primero. Como la mayoría de los exoplanetas, se encontró indirectamente. Los astrónomos Michel Mayor y Didier Queloz de la Universidad de Ginebra habían estado buscando sistemas planetarios con Elodie, un espectrógrafo sobre el telescopio de 1.9 metros (6.2 pies) en el Observatoire de Haute-Provence en Francia. Elodie trabajó al poder detectar una estrella tambaleante.
¿Por qué un planeta haría un bamboleo de la estrella? Imagine a un padre y un niño sentados en los extremos opuestos de una balancín larga. El padre, que es más grande, tiene la mayor parte de la masa, y el centro de la masa combinada de los padres e hijos, por lo tanto, está mucho más cerca del padre. Por eso, con el padre y el hijo en cada extremo, las puntas de balancín en la dirección del adulto.
Sin embargo, supongamos que quieren hacer el equilibrio de balancín horizontalmente. El padre se acercaría al punto de pivote, acercando el centro de masa más cerca del pivote. Una vez que el centro de su masa combinada cae sobre el pivote, los balances de balancín.
Esto es, en efecto, lo que vemos en los sistemas exoplanetarios. Al igual que en el ejemplo del balancín, la estrella se encuentra muy cerca del centro de masa porque contiene la gran mayoría de la masa en el sistema. A menudo, el centro de masa está dentro de la estrella, pero de manera crucial está compensada y no en su centro.
El planeta realmente no orbitan la estrella; En su lugar, está orbitando el centro de la masa. Y viceversa: la estrella también orbita el centro de la masa, por lo que parece tambalearse alrededor de este punto, y al hacerlo, se mudará periódicamente a nosotros y luego lejos de nosotros. Este movimiento es marginal, pero resulta en un cambio de doppler a la luz de la estrella, a medida que la estrella se balancea en nuestra dirección, sus ondas de luz se agrupan, acortando su longitud de onda, y cuando se aleja de nosotros, las ondas de luz están más estiradas. Es el mismo efecto que en el caso de las ondas sonoras que cambian en el tono a medida que salen de la sirena de un vehículo de emergencia que pasa. Cuanto más masivo sea el planeta y más cerca de su estrella, más fuerte será el cambio.
El alcalde y el queloz descubrieron 51 Pegasi B al usar ELODIE para medir el cambio de doppler en la luz de su estrella mientras se tambaleaba alrededor del centro de masa entre él y 51 Pegasi b. Los astrónomos llaman a esta técnica el método de “velocidad radial” porque está midiendo la velocidad de la estrella hacia y lejos de nosotros mientras se tambalea. Este método ha encontrado cientos de planetas desde entonces, y la existencia de miles más verificados a través de él. Hasta ahora, no se ha tomado una imagen directa de 51 Pegasi B; El planeta está demasiado lejos de la Tierra (50 años luz) y demasiado cerca de su estrella para ser visto incluso por nuestros mejores telescopios.
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Sin embargo, hubo un giro. El alcalde y el queloz esperaban encontrar sistemas planetarios con arquitecturas como la de nuestro sistema solar, con los planetas rocosos más pequeños más cerca de su estrella y mundos gaseosos más grandes más lejos.
Por lo tanto, fue un shock cuando el tamaño del cambio Doppler sugirió que 51 Pegasi B es un gigante de gas prácticamente en la puerta de su estrella. Es una especie de planeta que ahora llamamos un “Júpiter caliente”, pero en el momento en que dejó a los astrónomos desconcertados sobre cómo podría existir un planeta tan notable. Según los modelos de formación planetaria, los gigantes de gas no podían formarse cerca de su estrella. Es un misterio que desde entonces se ha resuelto: 51 Pegasi B y otros exoplanetas de Júpiter calientes se formaron más lejos de su estrella, pero luego emigraron hacia la estrella para llegar a su órbita cercana actual.
Para Don Pollacco, quien es el científico principal de la próxima misión de Platón de la Agencia Espacial Europea que busca el planeta y un profesor de astronomía en la Universidad de Warwick en Inglaterra, el descubrimiento de 51 Pegasi B es un ejemplo de los peligros que acechan para permitir que nuestros supuestos y predicciones científicas nos ciegen a la realidad.
“Intentar usar nuestro sistema de tierra y solar como ejemplo de cómo debería ser los exoplanetas condujo a una gran sorpresa”, dijo a Space.com. “¡Los primeros planetas que se descubrieron no se parecían en nada a los planetas en nuestro sistema solar!”
El descubrimiento de la primera exoplaneta alrededor de una estrella del sol no ocurrió por accidente. Fue una carrera que ganó el alcalde y el queloz. En segundo lugar había un grupo dirigido por Paul Butler y Geoff Marcy, luego en la Universidad de California, Berkeley, quien a pesar de no hacer el primer descubrimiento pudo confirmar la existencia de 51 Pegasi B, lo cual fue importante para que la comunidad astronómica aceptara un hallazgo tan extraordinario. Luego, en 1996, Butler y Marcy encontraron 70 Virginis B, que fue el segundo exoplanet que se descubrió orbitando una estrella similar al sol y era otro Júpiter caliente.
Aunque la naturaleza de 51 Pegasi B explotó las mentes de los astrónomos, el hecho de que había exoplanetas fue menos impactante. La ciencia ficción, por supuesto, ha estado retratando exoplanetas durante décadas, y en 1992, los radio astrónomos Dale Frail y Aleksander Wolszczan descubrieron planetas que orbitaban un pulsar, el remanente giratorio de una estrella masiva que se ha vuelto supernova. Sin embargo, muchos astrónomos descartan más o menos los planetas de pulsar (el polacco los describe como “extraños”, porque no se cree que se formaran como planetas regulares y es poco probable que sean habitables.
Para Hendrix, la clave para finalmente descubrir exoplanetas fue en el desarrollo de instrumentos que fueran lo suficientemente sensibles como para detectarlos.
“Era solo cuestión de tiempo antes de que los encontráramos”, dijo Hendrix. “No quiero disminuir la emoción, pero se esperaba realmente encontrar exoplanetas; era solo un caso de que nuestra tecnología se acelere para poder encontrarlos”.
Para cualquiera que sea menor de 30 años, el concepto de un universo en el que no sabíamos de otros sistemas planetarios podría parecer, perdonar el juego de palabras, uno alienígena. A fines de la década de 1990, sin embargo, fue como ver a la ciencia ficción cobrar vida. El descubrimiento de 51 Pegasi B cambió la forma de la astronomía. Los jóvenes investigadores inspirados por ese descubrimiento son, hoy, liderando la carga de descubrir y caracterizar a miles de exoplanetas con algunos de los telescopios y misiones espaciales más caras jamás construidas.
“Recuerdo haber ido a dos conferencias, una tras otra, en 1998”, recordó Pollacco. “El primero fue en las nebulosas planetarias, y yo era la persona más joven allí. ¡Siguiendo después, fui a una conferencia de Exoplanet y yo era la persona más antigua allí! Fue increíble, porque en la Conferencia Planetaria de Nebulosa había alrededor de 60 personas, y en la Exoplanet había 300, por lo que podías ver lo que estaba sucediendo”.
El viento había cambiado, y pronto la ciencia del exoplaneto se convertiría en un campo científico monstruo, uno que captura la imaginación de los astrónomos y el público por igual. Se han encontrado muchos tipos de mundo, desde más jupiters calientes hasta “mini neptunes” y mundos de marea bloqueados, hasta planetas de lava, súper tierras y mundos que tienen la posibilidad de ser habitable, aunque hasta la fecha no se ha identificado ningún planeta como la Tierra. Ese es un descubrimiento que todavía radica en nuestro futuro, y si sucede y cuando sucede, los descubridores se unirán a los nombres de alcalde y queloz en los anales de la historia.