En esta
contribución vamos a explicar una noticia publicada el 19 de diciembre de 2012 en el portal de difusión científica: science daily news. La puedes encontrar en Inglés en la liga siguiente:
Es una nota sumamente interesante porque todo apunta rumbo a la idea de que no estamos
solos en el universo. La expectativa de los especialistas es que algún día se descubrirá la
existencia de alguna forma de vida en nuestra galaxia.
Entrando en detalle, la
información se refiere a la estrella Tau Ceti, que se encuentra a 12 años de
luz de distancia y es visible a simple vista en una noche sin luna y en un
campo alejado de las luces de una ciudad. Ha sido estudiada en los últimos años
debido a que la luz que emite tiene propiedades (frecuencia de vibración e
intensidad) muy similares a las del Sol.
Cuando terminaba
de redactar esta nueva entrada a mi blog, consulté el software Stellarium y me
planteó que la constelación Cetis debería verse (si no estuviera nublado) como
lo indica la toma de pantalla siguiente:
Si estamos
viendo la imagen, estaría debajo de la Luna, pero viviendo en la ciudad de
Hermosillo me enfrenté al nublado y a la agobiante luminosidad de las luces
urbanas, de modo que me quedé con las ganas de buscar la estrella Tau, una de
las integrantes de Cetis.
La noticia mencionada
es consecuencia de un trabajo arduo que ha llevado a descubrir el movimiento de
cinco planetas en torno a Tau Ceti. Las masas de estos son de dos a seis veces
la de la Tierra y lo interesante es que uno de ellos se encuentra en la zona
habitable de la estrella. Considerando los descubrimientos obtenidos hasta
ahora, de todos los planetas que orbitan en la zona de vida de una estrella,
éste es el más pequeño de todos.
Para tener
claro la clase de trabajo científico necesario para realizar las afirmaciones
anteriores desarrollaremos enseguida una explicación que se organiza en torno a
la respuesta a dos preguntas:
Primera:
¿qué es la velocidad radial de una estrella y por qué es indicador de la
existencia de un planeta en torno a ella?
Uno de los
procedimientos para detectar planetas consiste en medir las velocidades
radiales de las estrellas con respecto a la Tierra. La medición de las mismas
no es sencilla, pues requiere de un procedimiento técnico especializado en el
cual se analizan las señales recibidas desde esos astros.
El objetivo
es lograr la detección de ligeros bamboleos de la estrella bajo estudio. Estos
son causados por los cambios de posición del planeta que gira en torno a ella.
Como se
puede apreciar en la figura
cuando el
planeta rotante se encuentra en la posición 1 aplica sobre la estrella una
fuerza gravitacional que en la figura está dibujada hacia la izquierda. En
cambio, cuando está en la posición 2 ejerce la fuerza en sentido contrario, lo
cual da lugar a una oscilación muy pequeña en el movimiento de la estrella.
Esa
oscilación es extremadamente mínima, pues comparando la masa del planeta con la
de la estrella, la de ésta es muy superior, de modo que la temblorina es casi
imperceptible ocasionada por el planeta. Sin embargo, la habilidad de los
astrónomos que se dedican a estos temas ha crecido tanto que son capaces de
detectar ese pequeño bamboleo observando la velocidad radial de la estrella.
Como se presenta
en la siguiente figura
La estrella
Tau Ceti se mueve con respecto a la Tierra y los especialistas dedicados a
buscar objetos girando respecto a ese astro disponen de los instrumentos
necesarios para medir su velocidad con respecto a nuestro planeta. Ésta se
indica con una flecha señalada con el nombre: velocidad relativa y se puede
descomponer en dos velocidades: una que apunta perpendicular a la línea que une
los centros de la Tierra y la estrella, y otra que apunta en la misma dirección
que dicha línea. La primera se llama velocidad transversal y la segunda se
llama velocidad radial. La de mayor utilidad para la detección de planetas es
esta última.
Como ya
explicamos, el cambio de posición del planeta mueve levemente a la estrella, lo
cual se traduce en pequeñas oscilaciones de la velocidad radial. Éstas son
periódicas, y aunque su detección es complicada, los estudiosos de este tema
saben cómo detectar la oscilación separándola de una gran cantidad de ruido que
tiende a empañar la imagen, como se puede apreciar en la figura siguiente
Segunda
pregunta: ¿qué es la zona habitable de una estrella?
La zona
habitable de un sistema solar al rededor de una estrella es un cascarón
esférico comprendido entre dos superficies cuyo centro es la estrella.
Si un
planeta tiene su órbita en la frontera de la zona habitable que se encuentra
más cercana a la estrella, tendría en su superficie temperaturas de cien grados
centígrados. Por el contrario, si su órbita se ubica en la frontera más lejana,
la temperatura sería de cero grados centígrados. Cuando un planeta mantiene su
órbita dentro de este rango, se esperaría la existencia de agua en estado
líquido.
Hay una
propiedad que se llama reflectividad y es característica de cada superficie. Para
una superficie blanca y lisa, esa reflectividad se acerca a la unidad, en
cambio, para una superficie negra, se acerca a cero. En el primer caso el
calentamiento de la superficie es menor que en el segundo.
En el caso
de los planetas influyen muchos factores, por ejemplo, la cantidad de vapor de
agua disponible, si hay gases de invernadero y en qué cantidad, etcétera. Así,
para una estrella como el Sol, y un planeta como la Tierra, la zona habitable
se encuentra entre 95 millones de kilómetros de distancia a nuestra estrella y
172 millones de kilómetros de ésta. Como sabemos, nuestro planeta tiene su
órbita aproximadamente a 150 millones de kilómetros del centro solar.
Si nuestro
sol tuviera la misma luminosidad de Vega, entonces la zona habitable estaría a
más de 990 millones de kilómetros y a menos de 1635 millones de kilómetros. En
consecuencia, solamente Saturno y sus lunas estarían en la zona habitable.
El
optimismo de los científicos
James
Jenkins, investigador de la Universidad de Chile, afirma que Tau Ceti es uno de
nuestros vecinos cósmicos más cercanos y es tan brillante que sería posible, en
un futuro no lejano, estudiar las atmósferas de sus planetas. Hasta el 19 de
diciembre de 2012 se han descubierto más de 800 planetas, pero los más
interesantes son aquellos que orbitan en torno a estrellas parecidas al Sol.
Steve Vogt,
de la Universidad de California en Santa Cruz, afirma que este descubrimiento
está en consonancia con un punto de vista emergente en el cual virtualmente
cada estrella tiene planetas y en la galaxia debe haber muchos planetas del
tamaño de la Tierra que serían potencialmente habitables.
Steve Vogt
considera que esta clase de planetas “… están por todos lados, casi en la
puerta de enseguida…”. También hizo ver que están empezando a entender que la
naturaleza prefiere sistemas con múltiples planetas, pero con órbitas menores a
cien días. Así, el caso de nuestro sistema solar es particularmente raro porque
no hay ningún objeto natural orbitando más cerca del Sol que la trayectoria de
Mercurio.
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