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El Descubrimiento de Planetasmás allá del Sistema Solar

Luis A. AguilarInstituto de Astronomía, UNAM.

Primero que nada,

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¿Qué es un planeta?

Contrariamente a lo que pudiesepensarse,

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Esto es algo dificil decontestar

¿Te has preguntado alguna vez, qué es un planeta?

Cuando pensamos en planetas, lo quese nos viene a la mente son los planetas

de nuestro Sistema Solar:

. Mercurio, Venus, La Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano,y Neptuno.

A lo mejor podrias pensar que un planeta es uncuerpo celeste que no tiene brillo propio y da

vueltas alrededor de una estrella ......

. ¡Pero también los asteroides no producen luz ydan vuelta alrededor del sol!

¿Qué es entonces unplaneta?

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¿Qué es entonces unplaneta?

.Tal vez te sorprenda saber que aún los mismos astrónomos

no están del todo seguros

Veamos como podemos definir unplaneta

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En primer lugar, un planeta no es una estrella ......


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En primer lugar, un planeta no es una estrella ......

La diferencia fundamental entre una estrella y un planeta es su tamaño, o másexactamente, su masa. Entre más masa tiene un objeto celeste, mayor es lapresión y la temperatura en su centro. En una estrella, el centro se pone tancaliente, que se producen explosiones nucleares, que liberan mucha energía yhacen que una estrella brille con luz propia.

La masa mínima de una estrella es de 8 centésimos de la masa del Sol


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Esto hace que una estrella brille con luz propia,mientras que un planeta sólo puede reflejar la luz

que recibe de una estrella.


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Sin embargo, existen las enanas cafés, que son "estrellas" queno alcanzaron a prender explosiones nucleares en su centro.

Una enana café es más pequeña que una estrella, pero más grande que un planeta.Una enana café brilla, pero no tanto como una estrella.Los astrónomos creen que para ser una enana café, un cuerpo celeste debe tener almenos una masa igual a un centésimo de la masa del Sol, que es aproximadamente 10veces la masa del planeta Júpiter.


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Así pues, la masa más grande de un planeta es iguala ¡10 veces la masa de Júpiter!

¿Y cuál es la masa más pequeña?


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Aquí la masa es importante para determinar la forma


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En un planeta, la gravedadtiene suficiente fuerza comopara hacer que éste seaesférico.


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En un planeta, la gravedadtiene suficiente fuerza comopara hacer que éste seaesférico.

En un objeto más pequeño,como un asteroide, la gravedadno puede vencer la dureza dela roca, y por lo tanto éste nose vuelve esférico.


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Pero existen objetos esféricos en el Sistema Solarque no llamamos planetas ......

Algunos como la Luna no dan vueltasalrededor del Sol, sino de un planeta.

Pero otros, como los recién descubiertos,Sedna y Quaoar, si dan vueltas alrededor delSol.

La masa más pequeña de un planeta no esta muy bien definida,para algunos astrónomos es la masa de Plutón, que es cien milveces más pequeña que la de Júpiter.

Entonces, un planetaes:

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Un cuerpo celeste cuya masa esta entre 10 veces y unacienmilésima de la masa de Júpiter.Un cuerpo celeste que no brilla con luz propia, sino luz reflejada.Un cuerpo celeste que gira alrededor de una estrellaUn cuerpo celeste que es esférico.

Para llamarlo planeta, un objeto debe cumplir con todos estosrequisitos.

¿Cómo es un planeta?

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Mercurio

Venus TierraMarte

Plutón

En el Sistema Solar existen dos tipos diferentes de planetas:

Por un lado estan los planetas terrestres: estos sonpequeños, hechos de roca y con un núcleo metálico. Conexcepción de Plutón, que es el más pequeño y distante,todos estan cerca del Sol.

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Júpiter

SaturnoUrano Neptuno

En el Sistema Solar existen dos tipos diferentes de planetas:

Por otro lado estan los gigantes gaseosos,: estos songrandes, hechos de gases y elementos ligeros. Todos estanlejos del Sol y giran a gran velocidad.



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Órbitas

Con excepción de Plutón, todos los planetas siguen caminos casicirculares alineados en un mismo plano


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Órbitas

Tamaños

Comparado con la Tierra, sus diámetros van desde una quinta partepara Plutón, hasta 11 veces más grande para Júpiter.


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Órbitas

Tamaños

Distancias

Mercurio da vueltas alrededor del Sol 3 veces más cerca que la Tierra,mientras que Plutón esta 40 veces más lejos.

¿Hay planetas girando alrededorde otras estrellas?

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Desde hace mucho tiempo, filósofos,escritores y científicos, han imaginadomundos más allá de nuestro sistema

planetario

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Desde hace mucho tiempo, filósofos,escritores y científicos, han imaginadomundos mas allá de nuestro sistema

planetario

.Y los hemos poblado con todo un zoológico de criaturas fantásticas

Sin embargo, los astrónomos que estudian laformación del Sistema Solar, tenían muy fuertessospechas de que existen planetas alrededor de

otras estrellas

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Creemos que al formarse una estrella, se forma un disco gaseoso a su alrededor.En este disco se condensa polvo que, al chocar entre sí, forma grava, piedras,rocas y así hasta llegar a planetesimales y planetas.Al final, la formación planetaria es terminada cuando la luz intensa de la estrellarecién formada disipa el disco gaseoso.


otras estrellas

.Este proceso de formación planetaria puede ser estudiado en detalle por medio desimulaciones de computadora


otras estrellas

.De hecho, ya se ha podido observar discos de gas y polvo alrededor de otrasestrellas. Discos que suponemos suponemos formaron planetas.

Pero encontrar un planeta más allá del Sistema Solar esuna tarea increíblemente dificil.

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¿Por qué es tan dificil descubrir un planeta en otraestrella?

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.Una razón es la lejanía. La Tierra esta a sólo 8 minutos-luz del Sol,pero la estrella más cercana esta a 4 años-luz.A esta distancia, es muy, pero muy dificil, ver a un planeta.


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Otra razón es el hecho de que los planetas no emiten luz propia,sino que sólo reflejan la que reciben de su estrella, lo cual los hacemuy débiles comparados con su estrella.¿Has notado como la misma lámpara que aparece brillante en lanoche, se nota apenas cuando la ves durante el día?.

¿Cómo podemos entonces descubrir un planeta que giraalrededor de otra estrella?

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. Cuando dos estrellas giran, una alrededor de la otra, ámbas semueven de forma similar.


.Pero cuando es un planeta el que gira alrededor de una estrella, el planeta, por ser más pequeño, se mueve mucho, y la estrella poco..


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Este pequeño movimiento de la estrella puede ser medido .....


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Usando lo que los Astrónomos llaman efecto Doppler.

Cuando un auto se acerca a nosotros, oimos el ruido del motor de unamanera, y cuando éste se aleja, oimos el ruido de manera diferente.

Primero lo oimos con tonos agudos, después con tonos graves.

Esto se debe a que el sonido es una onda: cuando el auto se acerca, la ondase "comprime" y cuando se aleja se "estira". Una onda corta es una notaaguda, mientras que una onda larga es una nota grave.


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Con la luz sucede lo mismo, solo que en éste caso, una onda cortacorresponde a luz azul, mientras que una onda larga es luz roja.Esto puede ser aprovechado para detectar el movimiento de una estrella.


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La variación en el color es muy pequeña y corresponde típicamente a uncambio mil veces más pequeño que la velocidad con que la estrella semueve por la galaxia. Esto es equivalente a poder medir un cambio de 0.1km/h en un auto que se mueve a 100 km/h en la carretera.


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Otra forma de descubrir planetas es por ocultamiento


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Hay veces en que un planeta, al girar alrededor de su estrella,pasa por enfrente de ésta, visto desde la Tierra.Cuando esto pasa, el brillo de la estrella disminuye un poco.


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La magnitud del efecto depende de los tamaños relativos del planeta y laestrella, como los planetas son muchos más chicos que las estrellas, elefecto será pequeño.


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La magnitud del efecto depende de los tamaños relativos del planeta y laestrella, como los planetas son muchos más chicos que las estrellas, elefecto será pequeño.En el caso de Júpiter pasando frente al Sol, este efecto es de un 3%, o seaque equivale a poder distinguir entre un foco de 100 watts y uno de 97 watts.Para el caso de la Tierra el efecto es muchísimo menor.

Descubriendo planetasextrasolares

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A pesar de todas las dificultades, el 5 de Octubre de 1995,dos Astrónomos Franceses: Michel Mayor y Didier Queloz,del Observatorio de Haute Provence, anunciaron haberdescubierto el primer planeta extrasolar.


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Se trata de un planeta con la mitad de la masa de Júpiter que giraalrededor de la estrella 51-Pegasi, una estrella muy parecida al Sola 50 años-luz de distancia.La magnitud del cambio en la velocidad de la estrella es de 55 m/s.


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Tan sólo una semana después, el Astrónomo Americano Geoff Marcy confirmó eldescubrimiento desde el Observatorio de Lick. La carrera por descubrir el primerplaneta extrasolar, ¡terminaba con un final de película!Pero el nuevo planeta sorprendió a todos: se movía a sólo una vigésimaparte de la distancia Tierra-Sol, completando una vuelta en tan sólo 4 días.


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Y entonces la avalancha de descubrimientos empezó ....


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En Enero de 1996, Marcy descubrió el segundo planeta extrasolar,esta vez alrededor de la estrella 70-Virginis a 57 años-luz de nosotros.

El nuevo planeta resultó ser un gigante de masa 7 veces la de Júpiter,que se mueve a una distancia de su estrella igual a la mitad de la distanciaTierra-Sol, completando una vuelta cada 116 días.


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Al siguiente mes, se descubre un tercer planeta, ahora alrededorde la estrella 47-Ursa Majoris a 45 años-luz.

El tercer planeta tenía una masa intermedia a los dos anteriores: 2.5 vecesla masa de Júpiter. El tamaño de su órbita resultó ser mayor: 2 veces ladistancia Tierra-Sol, completando una vuelta cada 3 años.


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En Agosto del mismo año se descubren planetas alrededor de55-Canceri, Tau-Bootis y Upsilon-Andromedae.

En total, se descubren 6 planetas en 1996.Uno en 1997.Ocho en 1998.Trece en 1999.¡Veintiocho en el 2000!

Hasta el 30 de Abril de 2004, el conteo va en 123 planetasextrasolares.

¿Qué hemos aprendido sobre planetasextrasolares?

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La mayoría de las estrellas a las que se les ha descubierto planetasestan cerca del Sol.Pero esto es debido a que entre más cerca, más fácil es hacer undescubrimiento.


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Con un par de excepciones, la mayoría de los planetas gira muy cercade su estrella.Esto también es debido al método Doppler usado para hacer la mayoríade los hallazgos: el movimiento de la estrella es mayor al estar más cercael planeta.


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Las masas de los planetas descubiertos van desde un medio de lamasa de Júpiter, hasta el límite superior de 10 veces ésta, dondeempieza la región de las enanas cafés.


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En general, el método Doppler no puede descubrir planetas como los que existen en elSistema Solar, pues éstos son muy pequeños, o estan muy lejos del Sol.


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Sin embargo, en 1999 se anunció el descubrimiento de un planeta alrededorde la estrella HD-209458. Lo significativo es que no se usó el método Doppler,sino el de la medición del cambio en el brillo de la estrella al pasar el planetapor enfrente.Esto es muy importante, pues éste método es diferente al Doppler y abre laposibilidad de encontrar otro tipo de planetas.


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Contrariamente a los que se esperaba, hay muchos planetas que siguenórbitas muy elongadas. Esto es un grán misterio.

¿Qué sabemos de sus órbitas?


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Algo muy importante para nosotroses la llamada zona habitable, que esla región donde la temperatura de losplanetas no es tan caliente que seevapore el agua, ni tan fría que secongele.En esta zona, podría existir vida comola conocemos.

Lamentablemente, la mayoría de losplanetas encontrados no esta en estazona.

La diversidad de planetas encontrados ha sidouna enorme sorpresa para los Astrónomos

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Hay un planeta tan pequeño que su masa es de sólo 0.2 veces lamasa de Júpiter, mientras que el planeta más grande es 11 veces másmasivo que Júpiter.Hay un planeta que da vueltas alrededor de su estrella en tan sólo 3

días, otro lo hace en poco mas de 4 años y medio.El planeta más cercano a su estrella esta a sólo una fracción de la

distancia Tierra-Sol: 0.04 veces. El planeta más lejano esta 2.8 vecesmas distante que la separación Tierra-Sol.En el Sistema Solar, las órbitas de los planetas son muy circulares,

siendo la excentricidad máxima, que es una medida del elongamientode la órbita, igual a 0.2; entre los planetas descubiertos, poco mas de untercio tienen excentricidades mayores a 0.3Se han encontrado incluso, planetas que giran alrededor de pulsares,

que son los cuerpos muertos de estrellas que explotaron comosupernovas.

Según parece, hay planetas en la Galaxia como para darle el suyo propio, ¡a cada habitante de la Tierra!

¿Qué nos depara el futuro?

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La exploración directa de losplanetas del Sistema Solarcontinuará.

Aterrizaje de la sonda Huygens en Titán, uno de los satélitesde Saturno. La sonda Cassini se observa al fondo a la derecha.


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Alrededor del año 2007, la NASAlanzará al espacio el satélite Kepler,que estudiará con muy alta precisiónlas fluctuaciones en el brillo deestrellas cercanas al Sol. Podrádescubrir planetas extrasolares porel método de ocultamiento.La misión fotométrica Kepler buscará planetas alrededor

de otras estrellas usando la técnica del ocultamiento..


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Alrededor del año 2007, la NASAlanzará al espacio el satélite Kepler,que estudiará con muy alta precisiónlas fluctuaciones en el brillo deestrellas cercanas al Sol. Podrádescubrir planetas extrasolares porel método de ocultamiento.

Más ambicioasa aún, es la misiónSIM planeada para el año 2009,que buscará obtener imágenesdirectas de otros mundos por mediode técnicas interferométricas.

La misión interferométrica SIM buscará obtener imágenesdirectas de planetas alrededo de otras estrellas usandotécnicas que permiten obtener imágenes con muy alta resolución.


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Los primeros emisarios de la humanidad al Universo han partido ya.

Vivimos tiempos realmente extraordinarios.

Espero que hayan disfrutado esta pláticay aprendido algo nuevo

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FINFIN

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