Mira, la estrella cometa

Científicos españoles fotografían 18 superplanetas

Un grupo de investigaciones del Instituto de Astrofísica de Canarias han fotografíado unos 18 probables superplanetas flotando libremente en las cercanías de la estrella sigma Orionis. Estos exoplanetas poseen masas de 5 a 18 veces la de Júpiter. El estudio, que se publica hoy en la revista Science, plantea nuevos retos sobre la evolución de los objetos subestelares.
sigma Orionis es una región de formación estelar, famosa para los astrofotógrafos aficionados, puesto que ahí se encuentra la nebolusa del Caballo, a unos 1000 años luz del Sistema Solar.

El año pasado, este grupo de investigadores lleva estudiando la zona de Orión desde 1998. El año pasado publicaron un trabajo sobre sigma Orionis, catalogando unos 50 objetos débiles candidatos a enana marrón, objetos relativamente fríos con menos de 0,8 masas solares que no mantienen reacciones nucleares de forma estable. El artículo ahora presentado es un avance significativo que ha permitido detectar objetos aún más débiles y, tentativamente, aún con menor masa.

Aunque se ha extendido la noción de que los planetas no tienen luz propia y los vemos gracias a la luz reflejada de sus estrellas, tanto los planetas masivos como las enanas marrones (los llamados "objetos subestelares") irradian energía propia. Esta energía calórica se produce por la lenta contracción gravitatoria y, por tanto, tiene su máxima emisión en los rayos infrarrojos (luz menos energética que la visible). Con el paso de los eones, estos objetos terminan por enfriarse demasiado y dejan de ser detectables con los actuales instrumentos de observación.

Debido a esto, el grupo de astrofísicos han seleccionado una zona de formación estelar muy joven. sigma Orionis es una estrella masiva, joven y muy brillante (tipo O) con una edad estimada de entre 1 y 5 millones de años: una recién nacida a escala galáctica. Además, han usado telescopios infrarrojos como el Carlos Sánchez de 1,5m (Observatorio del Teide) y el UKIRT (Mauna Kea) de 3,8 metros de diámetro.

Observando esta zona, el grupo de astrofísicos encontró unos dieciocho objetos candidatos que cumplen las espectativas: rojos y débiles. ¿Cómo no confundirlos con estrellas frías, enanas marrones o incluso galaxias muy lejanas? Para tres de ellos (S Ori 52, S Ori 56, and S Ori 60) se ha observado con los telescopios Keck I y II en Hawaii para obtener su espectro y así determinar la composición, confirmando sin duda alguna que se tratan de objetos entre 5 y 18 masas jovianas: no son enanas marrones y mucho menos estrellas enanas. La temperatura superficial se calcula en unos 1800° C.

El problema está en determinar la edad que tienen en estos momentos. Si sólo han pasado 5 millones de años desde su formación, entonces tendrían entre 18 a 8 masas jovianas. Si, por el contrario, el cúmulo de objetos tiene 1 millón de años, se puede deducir que los objetos menos masivos observados tendrían solo 5 veces la masa de Júpiter. Teniendo en cuenta que la Tierra tiene 4.600 millones de años... comparativamente estos megaplanetas son ¡muy precoces!

¿Cómo es que encontramos planetas solitarios? Los planetas, tal y como lo hemos entendido hasta el momento, se formarían en discos de materia al amparo de una estrella, gracias a la agregación de pequeños planetesimales. Desde que en 1995 Michael Mayor y Didier Queloz descubrieran 51 Pegasi, mediante técnicas indirectas se ha confirmado que existen sistemas planetarios, muchos de ellos con planetas muchísimo más grandes que Júpiter. El gran brillo de la estrella y la debilidad de los planetas ha impedido hasta el momento su observación directa.

Pero los 18 candidatos a superjúpiteres detectados parecen haberse formado con mecanismos similares a los de las estrellas y enanas marrones, mediante el colapso de una nube de gas interestelar. Esto es una sorpresa, puesto que los modelos de formación estelar no parecían eficientes con objetos tan pequeños.

Rafael Rebolo explica que «el descubrimiento supone un desafío para la teoría. En realidad, no existe una explicación definitiva. Estos cuerpos parecen demasiado numerosos y jóvenes para haberse formado en discos protoplanetarios y haber sido expulsados después como resultado de las colisiones entre las estrellas que poseen esos discos. Es más plausible la posibilidad de que surjan directamente de la fragmentación y el colapso de las nubes de gas, un proceso que quizá ocurra en tan sólo unos pocos millones de años».

El grupo de astrofísicos del IAC apuntan a que, de aplicar la cantidad de superplanetas en Orión a toda nuestra galaxia, existirían cientos de millones de objetos como estos vagabundeando por la Vía Láctea. De hecho, haciendo números, podrían haber unos 30 o 40 en un radio de veinte años luz.

El artículo de Science está firmado por María Rosa Zapatero Osorio (IAC-CalTech), Víctor Sánchez Béjar (IAC), Eduardo Martín (CalTech-Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai), Rafael Rebolo (IAC-CSIC), David Barrado y Navascués (Instituto Max Planck de Astronomía-UAM), Coryn Bailer-Jones (Instituto Max Planck de Astronomía) y Reinhard Mundt (Instituto Max Planck de Astronomía).

Estas investigaciones suponen un cambio interesante en la visión que tenemos del medio intergaláctico y vemos como, casi sin ser conscientes de ello, nuestra visión de la mecánica celeste se vuelve mucho más rica y dinámica que los viejos esquemas mantenidos durante siglos... ¡si Copérnico levantara la cabeza! No sólo la Tierra no es centro del Universo, ni de la Galaxia, ni del Sistema Solar. Es que ahora ni siquiera todos los planetas se forman y orbitan alrededor de una estrella.

Una vez más, los investigadores españoles demuestran que están a la vanguardia de la astrofísica, algo impensable hace unas pocas décadas. Concretamente, el joven equipo de R. Rebolo, M.R. Zapatero, V.S. Béjar y E. Martín como uno de los grupos más serios de la astrofísica actual, que cuentan ya en su haber con un importante aporte al campo de los objetos subestelares. Es de esperar que con la inauguración de el Gran Telescopio Canarias a finales del 2003, se incremente el número de astrofísicos punteros en España, así como nuestra aportación al conocer de la Naturaleza.