Desde el descubrimiento histórico en 1992 de dos planetas que orbitan una fortuna fuera de nuestro Sistema Solar, miles de nuevos mundos se han auxiliar a una nómina en rápido crecimiento de ‘exoplanetas’ en la galaxia de la Vía Láctea.
Hemos aprendido muchas cosas de esto. vasto catálogo de mundos alienígenas que orbitan estrellas alienígenas. Pero un pequeño detalle se destaca como un pulgar dolorido. No hemos antagónico carencia más allá fuera como nuestro propio Sistema Solar.
Esto ha llevado a algunos a concluir que nuestra fortuna nativo y su parentela podrían ser títulos atípicos de alguna guisa, quizás el único sistema planetario de este tipo.
Por extensión, esto podría significar que la vida misma es un caso atípico; que las condiciones que formaron la Tierra y su barniz de química autorreplicante son difíciles de replicar.
Si solo estás mirando los números, el panorama es sombrío. Por un amplio beneficio, los exoplanetas más numerosos que hemos identificado hasta la época son de un tipo que no se sabe que sea propicio para la vida: gigantes y subgigantes, de la variedad de gas y tal vez de hielo.
La mayoría de los exoplanetas que hemos manido hasta ahora orbitan sus estrellas muy de cerca, prácticamente abrazándolas; tan cerca que sus temperaturas candentes serían mucho más altas que el rango de habitabilidad conocido.
Es posible que a medida que sigamos buscando, las estadísticas se equilibren y veamos más lugares que nos recuerdan a nuestro propio patio trasero. Pero el problema es mucho más difícil que solo mirar números. La ciencia de exoplanetas está limitada por las capacidades de nuestra tecnología. Más que eso, nuestra impresión de la verdadera variedad de mundos alienígenas corre el peligro de estar limitada por nuestra propia imaginación.
Lo que verdaderamente hay en la galaxia de la Vía Láctea, y más allá, puede ser muy diferente de lo que verdaderamente vemos.
Expectativas y cómo frustrarlas
La ciencia de los exoplanetas tiene un historial de trastornar las expectativas, desde el principio.
“Si regresas a ese mundo en el que crecí cuando era chaval, solo conocíamos un sistema planetario”. el investigador planetario Jonti Horner de la Universidad del Sur de Queensland le dice a UI.
“Y ese era este tipo de suposición implícita, y a veces la suposición explícita, de que todos los sistemas planetarios serían así. Sabes, tendrías planetas rocosos cerca de la fortuna que eran congruo pequeños, tendrías gigantes gaseosos muy remotamente de la fortuna que serían congruo grandes. Y así serían los sistemas planetarios”.
Por esta razón, los científicos tardaron un tiempo en identificar un exoplaneta que orbitara una fortuna de secuencia principal, como nuestro Sol. Suponiendo que otros sistemas solares fueran como el nuestro, los signos reveladores de planetas pesados tirando de sus estrellas llevarían abriles para observar, al igual que nuestros propios gigantes gaseosos tardan abriles en completar una ámbito.
Sobre la pulvínulo de períodos tan largos de una sola medición, no parecía suponer la pena examinar un historial relativamente corto de observaciones de muchas estrellas para descartar de guisa concluyente un sistema solar compañero de la secuencia principal.
Cuando finalmente miraron, el exoplaneta que encontraron no se parecía en carencia a lo que esperaban: un superhombre gasificado de la fracción de la masa (y el doble del tamaño) de Júpiter que orbita tan cerca de su fortuna anfitriona, su año equivale a 4,2 días y su medio abrasadora. a temperaturas de en torno a de 1.000 grados Celsius (1800 grados Fahrenheit).
Desde entonces, hemos aprendido que estos planetas tipo ‘Júpiter caliente’ no son rarezas en ilimitado. En todo caso, parecen relativamente comunes.
Ahora sabemos que hay mucha más variedad en la galaxia que la que vemos en nuestro sistema doméstico. Sin retención, es importante no hacerse cargo que lo que podemos detectar actualmente es todo lo que la Vía Láctea tiene para ofrecer. Si hay poco por ahí como nuestro propio Sistema Solar, es muy posible que esté más allá de nuestras capacidades de detección.
“Cosas como el Sistema Solar son muy difíciles de encontrar para nosotros, están un poco más allá de nosotros tecnológicamente en este momento”, dice Horner.
“Es muy poco probable que los planetas terrestres se detecten en cualquiera de los estudios que hemos realizado hasta ahora. Es muy poco probable que puedas encontrar un Mercurio, Hermosura, la Tierra y Marte en torno a de una fortuna como el Sol”.
Cómo encontrar un planeta
Seamos perfectamente claros: los métodos que usamos para detectar exoplanetas son increíblemente inteligentes. Actualmente hay dos que son los caballos de batalla del gozne de herramientas de detección de exoplanetas: el método de tránsito y el método de velocidad radial.
En entreambos casos, necesita un telescopio sensible a cambios muy pequeños en la luz de una fortuna. Las señales que cada uno está buscando, sin retención, no podrían ser más diferentes.
Para el método de tránsito, necesitará un telescopio que pueda persistir una fortuna fija en su campo de visión durante un período prolongado de tiempo. Es por eso que instrumentos como el Secuaz de Medición de Exoplanetas en Tránsito (TESS) basado en el espacio de la NASA es una potencia tan poderosa, capaz de cortar un segmento del Paraíso durante más de 27 días sin ser interrumpido por la rotación de la Tierra.
¡Astronomía invasora un gif de exoplaneta a la vez! Esta vez con un gif que muestra el método de tránsito para detectar exoplanetas 😊 pic.twitter.com/2ZHv24DRTH
— Alysa Obertas (parodia) (@AstroAlysa) 1 de septiembre de 2021
El objetivo de este tipo de telescopios es detectar la señal de un tránsito, cuando un exoplaneta pasa entre nosotros y su fortuna anfitriona, como una pequeña montón que oculta algunos rayos de sol. Estas inmersiones en la luz son diminutas, como puedes imaginar. Y una señal es insuficiente para inferir con confianza la presencia de un exoplaneta; hay muchas cosas que pueden atenuar la luz de una fortuna, muchas de las cuales son eventos únicos. Los tránsitos múltiples, especialmente los que exhiben una periodicidad regular, son el estereotipado de oro.
Por lo tanto, los exoplanetas más grandes que se encuentran en períodos orbitales cortos, más cerca de sus estrellas que Mercurio del Sol (algunos mucho, mucho más cerca, en órbitas de menos de una semana terreno), se ven favorecidos en los datos.
En caso de que te lo hayas perdido, ¡mi gif que muestra cómo se detectan los exoplanetas a través del método de velocidad radial ahora está acondicionado en modo indeterminado! pic.twitter.com/P4yvXQVSUt
— Alysa Obertas (parodia) (@AstroAlysa) 15 de agosto de 2022
El método de velocidad radial detecta el bamboleo de una fortuna causado por la seducción gravitatoria del exoplaneta a medida que tournée en su ámbito. Verás, un sistema planetario en sinceridad no orbita en torno a de una fortuna, sino que raño en un movimiento coordinado. La fortuna y los planetas orbitan un centro de pesadez global, conocido como baricentro. Para el Sistema Solar, ese es un punto muy, muy cercano a la superficie del Sol, o exacto fuera de ella, principalmente conveniente a la influencia de Júpiterque es más del doble de la masa de todos los demás planetas juntos.
A diferencia del evento de un tránsito que parpadea y te lo pierdes, el cambio en la posición de la fortuna es un cambio continuo que no requiere un monitoreo constante para notarlo. Podemos detectar el movimiento de estrellas distantes que orbitan en torno a de sus baricentros porque ese movimiento cambia su luz conveniente a poco llamado propósito Doppler.
A medida que la fortuna se mueve en torno a nosotros, las ondas de luz que vienen en nuestra dirección se aplastan sutilmente en torno a el extremo más zarco del espectro; a medida que se aleja, las olas se estiran en torno a el extremo más rojo. Un ‘bamboleo’ regular en la luz de la fortuna sugiere la presencia de un compañero orbital.
Nuevamente, los datos tienden a embellecer a los planetas más grandes que ejercen una influencia gravitacional más válido, en órbitas más cortas y cercanas a su fortuna.
A salvo de estos dos métodos destacados, en ocasiones es posible obtener una imagen directa de un exoplaneta mientras orbita en torno a de su fortuna. Aunque es poco extremadamente difícil de hacer, puede volverse más global en la era JWST.
Según el astrónomo Daniel Bayliss de la Universidad de Warwick en el Reino Unido, este enfoque descubriría una clase casi opuesta. de exoplaneta a la variedad de ámbito corta. Para poder ver un exoplaneta sin que el resplandor de su fortuna raíz lo inunde, los dos cuerpos deben tener una separación muy amplia. Esto significa que el enfoque de imágenes directas favorece a los planetas en órbitas relativamente largas.
Sin retención, los exoplanetas más grandes aún se verían más fácilmente a través de este método, por razones obvias.
“Cada uno de los métodos de descubrimiento tiene sus propios sesgos”, explica Bayliss.
La Tierra con su ciclo de un año en torno a del Sol se encuentra entre los extremos orbitales favorecidos por diferentes técnicas de detección, agrega, por lo que “encontrar planetas con una ámbito de un año sigue siendo muy, muy difícil”.
¿Qué hay ahí fuera?
Con mucho, el reunión más nutrido de exoplanetas es una clase que ni siquiera está representada en el Sistema Solar. Ese es el mini-Neptuno: exoplanetas envueltos en gas que son más pequeños que Neptuno y más grandes que la Tierra en tamaño.
La mayoría de los exoplanetas confirmados están en órbitas mucho más cortas que la Tierra; de hecho, más de la fracción tienen órbitas de menos de 20 días.
La mayoría de los exoplanetas que hemos antagónico orbitan estrellas solitarias, muy parecidas a nuestro Sol. Menos del 10 por ciento se encuentran en sistemas de múltiples estrellas. Sin retención, mLa mayoría de las estrellas de la Vía Láctea son miembros de un sistema de múltiples estrellas, con estimaciones de hasta el 80 por ciento vistas en una asociación que orbita al menos otra fortuna.
Sin retención, piénsalo por un momento. ¿Significa eso que los exoplanetas son más comunes en torno a de estrellas individuales, o que los exoplanetas son más difíciles de detectar en torno a de múltiples estrellas? La presencia de más de una fuente de luz puede distorsionar u oscurecer las señales muy similares (pero mucho más pequeñas) que estamos tratando de detectar de los exoplanetas, pero asimismo podría deberse a que los sistemas de estrellas múltiples complican la formación de planetas de alguna guisa.
Y esto nos lleva de envés a casa, de envés a nuestro Sistema Solar. Por extraño que parezca el hogar en el contexto de todo lo que hemos antagónico, puede que no sea carencia raro.
“Creo que es exacto sostener que en sinceridad hay algunos tipos muy comunes de planetas que faltan en nuestro Sistema Solar”, dice Bayliss.
“Súper Tierras que se parecen un poco a la Tierra pero tienen el doble de radiodifusión, no tenemos carencia de eso. No tenemos estos mini-Neptunos. Así que creo que es exacto sostener que hay algunos muy comunes planetas que no vemos en nuestro propio Sistema Solar.
“Ahora, ya sea que eso haga que nuestro Sistema Solar sea raro o no, creo que no iría tan remotamente. Porque podría suceder muchas otras estrellas que tienen un conjunto de planetas del tipo del Sistema Solar que simplemente no vemos todavía. .”
Al borde del descubrimiento
Los primeros exoplanetas fueron descubiertos hace escasamente 30 abriles orbitando un púlsar, una fortuna completamente diferente a la nuestra. Desde entonces, la tecnología ha mejorado hasta perderse de paisaje. Ahora que los científicos saben qué agenciárselas, pueden idear formas cada vez mejores de encontrarlos en torno a de una maduro pluralidad de estrellas.
Y, a medida que avanza la tecnología, asimismo lo hará nuestra capacidad para encontrar mundos cada vez más pequeños.
Esto significa que la ciencia de los exoplanetas podría estar a punto de descubrir miles de mundos ocultos a nuestra paisaje contemporáneo. Como señala Horner, en astronomía hay muchas más cosas pequeñas que grandes.
Las estrellas enanas rojas son un ejemplo consumado. Son el tipo de fortuna más global en la Vía Láctea, y son diminutas, hasta aproximadamente la fracción de la masa del Sol. Son tan pequeñas y tenues que no podemos verlas a simple paisaje, pero representan hasta el 75 por ciento de todas las estrellas de la galaxia.
En este momento, cuando se comercio de comprender estadísticamente los exoplanetas, estamos operando con información incompleta, porque hay tipos de mundos que simplemente no podemos ver.
Eso está obligado a cambiar.
“Tengo la sensación persistente de que si vuelves adentro de 20 abriles, verás esas afirmaciones de que los mini-Neptunos son el tipo de planeta más global con tanto desconfianza como mirarías las declaraciones de los principios de la término de 1990 que decían que solo habría planetas rocosos al costado de la fortuna”, dice Horner a UI.
“Ahora, correctamente podría estar erróneo. Así es como funciona la ciencia. Pero mi pensamiento es que cuando lleguemos al punto en que podamos descubrir cosas que son del tamaño de la Tierra y más pequeñas, encontraremos que hay más cosas que son del tamaño de la Tierra y más pequeños que las cosas que tienen el tamaño de Neptuno”.
Y tal vez descubramos que nuestro pequeño y extraño sistema planetario, con todas sus peculiaridades y maravillas, no está tan solo en el cosmos a posteriori de todo.