Investigación determina que existen cuatro clases de sistemas planetarios

Astrónomos de la Universidad de Berna y el NCCR PlanetS, ambos en Suiza, demostraron, por primera vez, que existen cuatro tipos de sistemas planetarios y que el nuestro es bastante singular.

En nuestro Sistema Solar todo parece estar en orden: los planetas rocosos más pequeños, como Venus, la Tierra o Marte, orbitan relativamente cerca de nuestra estrella.

En cambio, los grandes gigantes de gas y hielo, como Júpiter, Saturno o Neptuno, se mueven en amplias órbitas alrededor del Sol.

Diferencias y similitudes planetarias de los mismos sistemas

En dos estudios publicados en la revista científica Astronomy & Astrophysics, investigadores de las Universidades de Berna y Ginebra y del Centro Nacional de Competencia en Investigación (NCCR) PlanetS demuestran que nuestro sistema planetario es bastante singular en este sentido.

“Hace más de una década, los astrónomos observaron, gracias al innovador telescopio Kepler, que los planetas de otros sistemas suelen parecerse a sus vecinos en tamaño y masa, como guisantes en una vaina”, explicó en un comunicado Lokesh Mishra, autor principal del estudio e investigador de las Universidades de Berna y Ginebra, así como del NCCR PlanetS.

Sin embargo, durante mucho tiempo, no estuvo claro si este hallazgo se debía a las limitaciones de los métodos de observación.

Además, Mishra detalló que no era posible determinar si los planetas de cada sistema eran lo bastante parecidos como para pertenecer a la clase de los “guisantes de la misma vaina” o si, por el contrario, eran bastante diferentes, como en nuestro Sistema Solar.

Similares, ordenados, anti-ordenados y mixtos

Por ello, el investigador desarrolló un marco para determinar las diferencias y similitudes entre planetas de los mismos sistemas y al hacerlo, descubrió que no hay dos, sino cuatro arquitecturas de sistemas de este tipo.

La clasificación se estableció como:

• Similares
• Ordenados
• Anti-ordenados
• Mixtos

Los sistemas planetarios en los que las masas de los planetas vecinos son similares entre sí tienen una arquitectura similar.

Los sistemas planetarios ordenados son aquellos en los que la masa de los planetas tiende a aumentar con la distancia a la estrella, como en nuestro Sistema Solar.

Si, por el contrario, la masa de los planetas disminuye aproximadamente con la distancia a la estrella, los investigadores hablan de una arquitectura antiordenada del sistema.

Y se producen arquitecturas mixtas, cuando las masas planetarias de un sistema varían mucho de un planeta a otro.

“Este marco también puede aplicarse a cualquier otra medida, como el radio, la densidad o las fracciones de agua. Ahora, por primera vez, disponemos de una herramienta para estudiar los sistemas planetarios en su conjunto y compararlos con otros sistemas”, afirmó Yann Alibert, coautor del estudio y catedrático de Ciencias Planetarias de la Universidad de Berna y del NCCR PlanetS.

Hallazgos que responden algunas preguntas

Los hallazgos también plantean preguntas: ¿Qué arquitectura es la más común? ¿Qué factores controlan la aparición de un tipo de arquitectura? ¿Qué factores no influyen? Los investigadores pueden responder a algunas de ellas.

Los resultados muestran que los sistemas planetarios “similares” son el tipo más común de arquitectura. Alrededor de ocho de cada 10 sistemas planetarios alrededor de estrellas visibles en el cielo nocturno tienen una arquitectura “similar”.

Esto también explica por qué se encontraron pruebas de esta arquitectura en los primeros meses de la misión Kepler mencionó el investigador.

Lo que sorprendió al equipo fue que la arquitectura “ordenada” -la que también incluye nuestro Sistema Solar– parece ser la clase más rara.

Según Mishra, hay indicios de que tanto la masa del disco de gas y polvo del que emergen los planetas como la abundancia de elementos pesados en la estrella respectiva desempeñan un papel.

“De discos más bien pequeños, de poca masa, y de estrellas con pocos elementos pesados surgen sistemas planetarios ‘similares’. Los discos grandes y masivos con muchos elementos pesados en la estrella dan lugar a sistemas más ordenados y antiordenados. De los discos de tamaño medio surgen sistemas mixtos. Las interacciones dinámicas entre planetas -como colisiones o eyecciones- influyen en la arquitectura final”, explicó Mishra.

Un aspecto destacable de estos resultados es que vincula las condiciones iniciales de la formación planetaria y estelar a una propiedad medible: la arquitectura del sistema. Entre una y otra median miles de millones de años de evolución.

Por primera vez, hemos conseguido salvar esta enorme brecha temporal y hacer predicciones comprobables. Será apasionante comprobar si se cumplen concluyó Alibert.