El sistema de Gliese 876

Hoy, toca entrar en profundidad a otro sistema planetario. Estamos delante de una enana roja, una estrella archivada en el mismo catálogo que Gliese 581, pues hay que destacar que el catálogo Gliese, engloba a las estrellas más cercanas a nuestro planeta. Esta, está ubicada a sólo 15 años luz de nuestro Sol, y posee tres planetas en su orbita. Todos y cada uno de ellos, posee sus curiosidades y características, pero antes, hay que situarse en el espacio, y hablar un poco sobre el corazón del sistema.

La estrella Gliese 586 se halla, como hemos dicho ya, a 15 años luz, en la constelación de Acuario. Esta, posee la mitad de masa que nuestro Sol, brillando con una magnitud aparente de 10.17. Su temperatura superficial, es también poco más que la mitad que la que posee nuestro Sol, con unos 3480 K.

Estamos, entonces, delante de una estrella pequeña y típica, en la que podemos hallar todo un sistema planetario. Vayamos pues, a entrar en ese sistema para descubrir como es…:

Gliese 876b

Hallado en 1999, este fue el primer mundo en ser hallado alrededor de su estrella. Sus dos vecinos, fueron descubiertos cada uno en un año diferente. Este planeta, fue el primero que se descubrió orbitando alrededor de una enana roja, y es el más alejado a su estrella dentro del sistema de Gliese 876. A pesar de ello, completa un año en poco menos de 61 días terrestres. Gliese 876b

Este exoplaneta (representado artísticamente a la derecha) lo hallaron dos grupos a la vez, de forma individual. El primero, fue el equipo de Geoffrey Marcy, seguido por el equipo de Xavier Delfosse. Ambos, hallaron el planeta midiendo la velocidad radial de su estrella. Usando el efecto Doppler, se puede saber si la estrella oscila. Esas oscilaciones, son lo que delatan la existencia de un planeta. En este caso, el planeta posee una masa que prácticamente dobla la de Júpiter (1,91 Júpiters, para se exacto). Con esa masa, y esa proximidad, las oscilaciones que sufre la estrella, son fácilmente detectables.

Hablemos un poco sobre sus características. Con la masa que posee, podemos afirmar tranquilamente (a pesar de que desconocemos su volumen) que estamos delante de un gigante gaseoso, un mundo sin superficie sólida. Es también un lugar un poco frío, pues a pesar de que está dentro de la zona de habitabilidad de su estrella, está mas bien hacia el borde exterior de este, sufriendo cambios continuos en su orbita a causa de Gliese 876 c, ubicado muy cerca de Gliese 876 b, lo que provoca grandes interacciones gravitatorias entre ambos. Ya hablaremos de ello después más detalladamente.

Sea como sea, el planeta en cuestión está situado a unos 0,208 UA de su estrella, distancia que, al parecer, no es suficiente como para tener una temperatura ideal para la vida, a pesar de que se desconoce hasta que punto este mundo puede albergar vida, él, o cualquiera de las lunas que, quizás, lo orbiten.

Gliese 876 c

El siguiente mundo de este sistema, es este. Gliese 876 c, fue hallado en el año 2000 por Marcy, y es el mundo intermedio en ese sistema. Ubicado a sólo 0,13 UA de su estrella, situándose dentro de la zona habitable. Este mundo, fue descubierto gracias a los continuos estudios que se hicieron a su estrella madre, detectando nuevos movimientos anómalos en esta.

Gliese 876 c, es un mundo del cuál se desconoce su masa exacta, pero se sabe que como máximo, este posee entre el 62 y el 81% la masa de nuestro Júpiter. En todo caso, a pesar de desconocer la densidad del planeta, se puede confirmar casi con toda seguridad, que estamos delante de otro gigantegliese 876 c gaseoso, un gigante representado artísticamente a la derecha . Es difícil que haya vida en un mundo de gas, por lo menos vida compleja, pues no tiene un medio en el que prosperar. Su año dura sólo unos 30 días terrestres, la mitad que el año de Gliese 876 b. Con la temperatura ideal, quizás haya microorganismos flotando en las nubes, como globos de helio, pero la cosa no pasaría de ahí. Si queremos buscar vida en esa zona, hay que ir fuera del planeta. En su órbita, para ser exactos. En ella es muy posible que existan exolunas. Pequeños mundos rocosos, que orbitan su planeta padre. Entre esas lunas, quizá exista una, o más de una, que posea una masa similar, igual o superior a la de Marte. Con la temperatura ideal, y con una atmósfera, esos astros podrían llegar a albergar mares, ríos, lagos… Y vida. Todo eso es pura especulación, pero las condiciones en las que se hallan estos cuerpos, dan suficiente para poder soñar en lo que puede haber en ellos…

Otro factor que existe en Gliese 876 c, y también en Gliese 876 b, y que antes hemos dejado de lado, es los enormes tirones gravitatorios que ambos mundos sufren mutuamente. Situado a 0,15 UA de su vecino, cuando estos mundo están en conjunción, o muy cerca el uno del otro, hay entre ellos  fuerzas de marea, fuerzas enormes, ya que ambos planetas poseen una masa descomunal, si los comparamos con la Tierra.

Gliese 876 d

Este, es el tercer y último planeta de este sistema. Hallado en 2005 por un equipo de astrónomos dirigidos por Eugenio Rivera, este mundo se descubrió gracias al efecto Doppler, y a las líneas espectrales de su estrella. El mismo método con el que se hallaron los otros dos planetas del sistema.

En este caso, Gliese 876 d, es el planeta más cercano a su estrella, y el más pequeño. Se desconoce su masa exacta, pero se sabe que posee entre 5,9 y 7,5 masas terrestres. Se trata pues, de una Supertierra. Un mundo que, además, está ubicado a 0,02 UA de su estrella (unos 3,1 millones de Km), lo que hace que sea el planeta más cálido de los tres que se pueden hallar en Gliese 876. En este mundo, un año dura poco menos que dos días terrestres, y las interacciones gravitatorias entre su estrella y el mismo, son notablemente fuertes.

En todo caso, se trata de un mundo interesante, pues es un mundo cálido y rocoso. No es el mejor lugar donde buscar vida, pero es posible que posea todo tipo de caracteregliese 876ds geológicos, como nuestro propio mundo. Con esa masa, es casi seguro que existen suficientes materiales radioactivos en el núcleo del planeta, como para mantenerlo fundido y caliente. Y si sumamos la atracción que sufre con su estrella, pues podemos decir que este, debe ser un mundo peligroso y salvaje. Enormes erupciones volcánicas, y terremotos, pueden estar ocurriendo en estos momentos, creando grietas en el suelo, nuevos volcanes, y zonas cubiertas de lava.

Otra cosa que, quizás, en este mundo, cuando estaba recién formado, hubiera agua en su superficie, ya que su estrella era menos brillante antes, que ahora. Es posible que sea un caso similar al del planeta Venus. En su juventud, pudo tener mares y agua líquida, pero al madurar su estrella, con un incremento en su luminosidad, y la proximidad de este planeta a Gliese 876, hizo que sus, quizás existentes mares se evaporaran, creando una gruesa atmósfera formada de CO2 y vapor de agua. Eso haría incrementar la temperatura superficial de este planeta mucho más de lo normal. El calor penetraría en su interior, pero ya jamás saldría de nuevo al espacio, creando una olla a presión. Un mundo con un calor infernal, que jamás puede salir y disiparse por culpa de una atmósfera que retiene todo el calor procedente de su estrella. Una atmósfera además muy densa, con decenas o cientos de veces el grosor que posee la terrestre, y que encima crece alimentándose de los gases volcánicos.

Un mundo muy activo, pero sin posibilidad alguna de albergar vida. Esa podría ser la realidad en Gliese 876 d hoy en día. Evidentemente, todo esto son meras especulaciones, suposiciones sin fundamento alguno, pues apenas se conocen las características de estos planetas. Sólo es conocida la distancia que le separa de su estrella, y su masa aproximada. A pesar de ello, uno puede permitirse imaginar. Imaginar como son esos mundos, y sus características. Como pudo ser su pasado, como será su futuro… En este caso, con la masa del planeta, y la proximidad a su estrella, uno se puede imaginar un planeta similar a nuestro Venus.

El sistema Estelar de Upsilon Andromedae ha pasado a la historia como el primer sistema estelar, distinto del Sistema Solar, en ser descubierto y confirmado alrededor de una estrella como el Sol (antes sólo se había descubierto un sistema planetario alrededor de un Púlsar, una extraña clase de “fantasma de estrella” que queda luego de su muerte, un cuerpo del tamaño de un planeta, tan pesado como un sol, que gira muy rápido, hasta muchas veces por segundo, y emite una lluvia constante de radiación y altas energías que desintegra toda forma orgánica compleja).
 
Pero hoy vamos a hablar de las singularidades del nuevo conjunto planetario, que se encuentra, para empezar, en un sistema estelar binario. Es decir, en torno a dos estrellas que giran juntas. Quizás aquellos que hayan visto Star Wars, La Guerra de Las Galaxias, se puedan hacer una idea de los atardeceres en estos planetas. Pero el caso es que los tres planetas conocidos hasta ahora son muy distintos del planeta donde crecieron los protagonistas de aquella saga. Se trata de planetas gigantes gaseosos como nuestro Júpiter que giran muy cerca de su estrella madre Upsilon Andromedae A, una estrella parecida al Sol, pero incluso más brillante y caliente que ésta.

esquema upsilon andromedae
Estos planetas son, como casi todos los planetas descubiertos hasta ahora, gigantes orbitando cerca de su Sol. La razón es muy sencilla: su influencia sobre la estrella es mucho mayor y los hace relativamente más fáciles de descubrir. Pero miremos primero el Sistema donde se encuentran:
 
Upsilon Andromedae está a 44 años-luz de la Tierra, en la constelación de Andrómeda tal como su nombre lo indica. En la vista de cualquier observador nocturno con cierto conocimiento se puede hacer una aproximación de su lugar en el cielo si encontramos la galaxia de Andrómeda, ya que se encuentra muy cerca de ella en el plano visual (esta galaxia es la única visible a simple vista en el cielo nocturno, aparte de la nuestra obviamente). Pero no se encuentra en aquella galaxia sino en la nuestra, relativamente cerca de nosotros, pero casualmente en la misma dirección de nuestra Galaxia hermana.
 
Upsilon Andromedae (de ahora en adelante “υ And”, como también se conoce) se compone de una estrella enana roja identificada como B y una de tipo solar y estrella principal, A, que es la dueña de los planetas descubiertos. Para entender como esta situación es posible hay que entender que dos estrellas, con su gran gravedad pueden quedar “ancladas” estando ambas a una relativa gran distancia entre sí. Así que la influencia de la enana roja sobre los planetas de υ And es reducida, tanto por su tamaño como por su distancia. De hecho, la enana roja se encuentra a 750 Unidades Astronómicas (UA, la distancia de la Tierra al Sol, que es la unidad estándar en mediciones a nivel planetario-estelar). El más alejado de nuestros planetas, Neptuno, orbita a 30 UA, y la Tierra (por lo ya dicho) a 1 UA.
 
Un Sistema inflado y un pasado turbio
 
El Sistema Estelar υ And tiene características muy diferentes al nuestro. Para empezar, nuestro Sistema Solar está formado por cuatro planetas rocosos girando antes, cerca o dentro de la zona de habitabilidad estelar, y por cuatro planetas gigantes gaseosos orbitando lejos de ésta. Antes del inicio de la era de los exoplanetas, se creía que casi todos los sistemas estelares seguirían este patrón. Pues el Sol, y todas las estrellas, emiten fuertes vientos que disiparían atmósferas más gordas cuanto más cerca estuviera el planeta de su sol. Los datos han derribado esta creencia nada más descubrir el primer planeta en torno a otra estrella. De hecho, el planeta debería estar realmente demasiado cerca de su estrella para que esto suceda. Tal es el caso de Osiris.
 
υ And, por su parte tiene hasta el momento tres planetas gigantes gaseosos orbitando en donde deberían estar nuestros planetas rocosos.
escala upsilon andromedae 4
 
Es posible que hayan otros planetas orbitando aún más lejos, donde nosotros tenemos a los planetas gaseosos como Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Pero su influencia gravitacional sería tan pequeña que aún estarían fuera de nuestras capacidades de medición. En todo caso, los modelos por ordenador predicen que los planetas gigantes que giran cerca de su estrella suelen expulsar a los planetas terrestres del sistema estelar. Aún eso está por saberse.
 
Otras de las singularidades del Sistema υ And es que sus órbitas planetarias no son como las simples y sencillas órbitas de nuestro Sistema Solar. En primer lugar, no son co-planares. Es decir, que los planetas no giran en un mismo plano. Para hacerse una idea de ello, los planetas del Sistema Solar se mueven en un mismo plano, como el de bolas sobre una mesa. En cambio, los planetas de υ And se mueven así:
 
Diferencia de los planos de las órbitas de cada planeta en Upsilon Andromedae
Igualdad de los planos de las órbitas de cada planeta en el Sol, con la órbita de la Tierra en línea amarilla
Otra cosa peculiar es la forma de sus órbitas. El primer planeta,υ And b, orbita muy cerca de su estrella, 0,059 UA, 6 veces y medio más cerca que Mercurio al Sol, en una órbita bastante estable que dura 4,6 días (o sea, un año allá dura 4 días y medio; por día siempre me refiero a 24 horas, un día en la Tierra). Este exoplaneta se parece, por tanto, a muchos otros “Júpiters calientes” descubiertos hasta ahora. Pero los otros planetas hacen cosas insospechadas. Una de ellas es la forma circular que adquiere la órbita del segundo planeta cada 7000 años.
 
Hasta hace poco, y desde hace 400 años, se pensaba que todas las órbitas de los planetas describen una elipse en vez de un círculo. Desde que Copérnico sugirió que la Tierra gira en torno al Sol, y no al revés (año 1543, cuando se publicó su obra al morir), se había supuesto que las órbitas de los planetas (la línea imaginaria en la que giran) poseían forma circular. Esto debido a la creencia de que el universo era perfecto y cosas que no vienen a cuento. Luego, los datos observados contradecían esta afirmación, hasta que finalmente Johannes Kepler declaró en 1609 que las órbitas de los planetas trazaban una elipse.
elipse y circulo
 
Desde entonces la teoría se afianzó en los datos hallados, y de hecho sigue siendo así. La peculiaridad con este planeta es que la compleja relación que tiene con el tercer planeta (la forma en que la gravedad de este último afecta al otro) hace que éste vaya adquiriendo una órbita virtualmente circular (perfecta) para luego volver a “elipsarse”. Este proceso, lento y súbito, que dura 7000 años, junto con la disparidad en los planos orbitales antes descritos dan fe de un pasado turbulento, que alteró las incipientes órbitas de estos gigantes planetarios, a la vez que muestran una belleza única en todo el universo conocido hoy.
 
La explicación actual más plausible para explicar los complejos movimientos de estos planetas sacan a la luz un posible cuarto planeta (ya expulsado del sistema estelar, o en una órbita muy alargada) que desestabilizó las órbitas en la forma en que ahora se ve.
 
Mecanismo llamado “dispersión planeta-planeta”, con el que se explica la actual órbita de Upsilon Andromedae c y d (el planeta b no aparece en la simulación).
 
Aunque puede encontrarse información más detallada en esta noticia de Astroseti, lo que es realmente curioso es que, aquí en el sistema Solar, tenemos órbitas ligeramente elípticas que vistas desde lejos parecen casi circulares. Mientras que en Upsilon Andromedae tenemos una órbita elíptica que se vuelve realmente circular cada 7000 años y que está causada por otra orbita bastante elíptica y excéntrica (la estrella no está en el centro) que es donde gira υ And d, el tercero de los planetas.
 
Con una masa 3,75 veces mayor que Júpiter, υ And d, pasa de estar de 1,84 a 3,21 unidades astronómicas de su estrella. Ningún planeta en nuestro sistema se aleja y acerca tanto del Sol, equivalente a acercarse hasta Marte y alejarse hasta más allá del Cinturón de Asteroides. Ciertamente hay otros exoplanetas que se acercan y alejan mucho más que υ And d, pero esa no es su principal peculiaridad.
 
Debido a que la estrella Upsilon Andromedae es más brillante y caliente que el Sol. El umbral donde un planeta puede conservar el agua en estado líquido (tal como el planeta Tierra) se encuentra más lejos de la estrella y es más amplio; precisamente casi todo el espectro de distancia que cubre υ And d durante su órbita se encuentra dentro de esta zona. Esto significa que si este gigante gaseoso tiene un satélite lo suficientemente grande para retener atmósfera, es muy posible que pueda albergar grandes cantidades de agua en estado líquido y, presumiblemente, formas de vida compleja ¿Alguien ha pensado en Pandora?…
 
Debido al corto tiempo que aún tiene la exploración planetaria en otras estrellas, y a lo limitada que está la tecnología para obtener mediciones más precisas, la investigación de estos planetas se encuentra todavía en pañales. Realmente es poco lo que sabemos de un sistema estelar que a todas luces se muestra como mucho más complejo que el nuestro. Sin duda alguna, con los años iremos descubriendo más cosas interesantes en este pequeño punto del universo que los humanos hemos llamamos Upsilon Andromedae. Aún nos falta por saber de qué están compuestas sus atmósferas, sus temperaturas reales y adquirir imágenes directas; si hay más planetas después de υ And d y como serían estos, y por último, cuantas lunas tienen estos planetas y las características de estos satélites. Pues como ahora sabemos en nuestro Sistema Solar, lo más interesante de los gigantes gaseosos son las pequeñas joyas que le rodean.
 
José J. Cedeño
 
 
 
Más información técnica y datos del sistema estelar en extrasolar.net (está en inglés, para ver la información de un planeta, haz click en su imagen correspondiente al principio de la página)
Noticia del descubrimiento del sistema en Nasa.gov (en inglés)
Upsilon Andromedae en Wikipedia.org

 

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