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Según Kepler lo desconocemos del todo

El Sistema Solar es mucho más extraño de lo que se habías creído

¿Qué tan especial es el sistema solar?, la historia de la astronomía ha sido principalmente un viaje de ida desde una cosmovisión en la que nuestro sistema solar es ordenado y divino a una vista en la que no somos especiales, los planetas de nuestro sistema solar, que alguna vez se pensó que bailaban en círculos perfectos ordenados por Dios en una «música celestial de las esferas», se desvían de las órbitas circulares, ya Johannes Kepler, quien demostró las órbitas no circulares de los planetas, trató de restablecer un sentido de celestial aferrándose a un nuevo patrón para sus órbitas basado en los sólidos matemáticos de Platón, pero esa idea fue desacreditada muchos años después con el descubrimiento de Urano.

Entonces, cuando, en una tarde soleada en California el año pasado, se descubrió un conjunto de patrones que parecen gobernar otros sistemas planetarios, teoría que despertó escepticismo, finalmente fue demostrada, si son reales los patrones celestiales de los sistemas planetarios, pero entonces se desprende una nueva interrogante, ¿qué significa ahora sobre el lugar de nuestro sistema solar en el cosmos?

Además de nuestro sistema solar, ahora se conocen más de 400 sistemas de múltiples planetas, gracias en gran parte a la misión Kepler, esta es una nave espacial de la NASA, llamada así en honor al astrónomo alemán del siglo XVII, que se lanzó en 2009 con el único propósito de descubrir exoplanetas o mundos que orbitan otras estrellas, para encontrarlos, Kepler, mide continuamente el brillo de unas 100 mil estrellas, esperando que la luz de estas o de cualquiera de ellas se atenúe ligeramente debido a la sombra de un planeta en tránsito.

El tránsito de cada planeta es único, lo que permite el descubrimiento de múltiples planetas que orbitan alrededor de la misma estrella, el patrón que se encontró en esa tarde soleada: es el de que los planetas en el mismo sistema tienden a ser del mismo tamaño, por ejemplo, si un planeta es 1.5 veces el radio de la Tierra, es muy probable que los otros planetas en el sistema sea 1.5 veces el radio de la Tierra, más o menos pero siempre equivalente.

Esto no es en absolutamente lo que se esperaba, pues en el sistema solar, los planetas van desde el tamaño de Mercurio, de menos de la mitad del radio de la Tierra; hasta Júpiter, de más de diez veces el radio de la Tierra; toda la población de exoplanetas descubierta por Kepler varía desde un cuarto del tamaño de la Tierra hasta aproximadamente veinte veces el tamaño de la Tierra.

Sin embargo, a pesar de esta amplia gama de tamaños posibles, los planetas tienden a tener los mismos tamaños que sus vecinos, tan así que según se ha descrito, parecen «guisantes en una vaina», y ese apodo se convirtió en la taquigrafía para el patrón, para probar si el patrón de guisantes en una vaina era real, se inventaron sistemas planetarios imaginarios en los cuales los tamaños de los planetas que orbitan una estrella dada eran aleatorios.

Kepler Desconocido.
«Kepler se ha pasado todo el tiempo buscando planetas como la Tierra», explica James Davenport, cofundador del esfuerzo de extensión #waveatkepler, «una de las últimas cosas que hará es darse la vuelta y capturar una imagen de su hogar, lo que estaba buscando todo el tiempo».

Kepler, el astrónomo, no estaba lejos de la realidad, pero sí del Sistema Solar

¿Podría algún tipo de sesgo en el método de Kepler para encontrar planetas, lo que favorece la detección de planetas grandes cerca de sus estrellas, hacer que los planetas en cada uno de los sistemas imaginarios parezcan ajustarse al patrón?, pero la respuesta fue no.

En más de mil ensayos con tamaños de planetas asignados al azar a través de un esquema de detección de Kepler virtual, nunca surgió un patrón de planetas de tamaño similar en los mismos sistemas, este experimento computacional no reprodujo lo que se observó en los sistemas planetarios descubiertos por Kepler, por lo tanto, los tamaños regulares de los planetas son un patrón astrofísico real.

Además de tener tamaños similares, los planetas en estos sistemas similares a los de guisantes en una vaina también tienen un espaciamiento orbital regular, por lo que encontramos que la distancia orbital entre el primer par de planetas es un buen predictor de la distancia orbital del tercer planeta, y el cuarto, y así sucesivamente.

¿Qué significan estos patrones?, pues que la formación de planetas seguramente se rige por las leyes de la física, pero no tenemos una narración clara de cómo estas leyes se manifiestan en el desordenado ambiente del nacimiento planetario, pero las teorías sobre la formación de planetas se escribieron principalmente antes del descubrimiento del primer exoplaneta; su propósito era explicar la emergencia de nuestro propio sistema solar a partir de un disco de gas y polvo, una teoría ampliamente aceptada, aunque no confirmada, sobre la formación de planetas implica el surgimiento de los llamados «oligarcas», jóvenes precursores de planetas que influyen en una franja de ancho fijo dentro del disco alrededor de la estrella.

Sin embargo, cientos de exoplanetas exhiben un patrón que, en un sentido cualitativo, se parece a nuestros oligarcas perdidos hace mucho tiempo, por lo que tal vez los guisantes en la vaina son oligarcas de edad temprana, de ser así, ¿cómo evadieron la violencia que más tarde formó nuestro sistema solar?, podríamos encontrar la respuesta si continuamos midiendo las propiedades fundamentales de los planetas de la vaina de guisantes.

Pero podríamos encontrar planetas adicionales en estos sistemas que se separan del patrón, al igual que el descubrimiento de Urano se desvió del patrón propuesto por Kepler para las órbitas en nuestro sistema solar, en cualquier caso, creo que a Kepler le complacería ver que, gracias a un telescopio que lleva su nombre, hemos descubierto un patrón que impregna no solo uno, sino cientos de sistemas planetarios.

Fuente
KeckObservatory

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