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Estrellas muy antiguas ya tenían en órbita planetas similares a la Tierra

Científicos de todo el mundo, dirigidos desde Dinamarca, han medido con precisión la edad de 33 estrellas con oscilaciones ‘de tipo solar’, analizadas por el satélite Kepler, y han observado que muchas de ellas tienen en órbita exoplanetas similares a la Tierra, incluso las más antiguas, de 11 mil millones de años.

Estrellas muy antiguas ya tenían en órbita planetas similares a la Tierra

Un nuevo estudio, dirigido por el astrónomo de la Universidad de Aarhus (Dinamarca) Víctor Silva Aguirre, ha determinado con precisión la edad de 33 estrellas, demostrando que incluso las estrellas de más de 11 mil millones de años tienen planetas similares a la Tierra.

El estudio será publicado en el Boletín Mensual de la Royal Astronomical Society británica. Según explica Silva en la nota de prensa de la universidad, su equipo había determinado ya las edades de estrellas anfitrionas individuales con niveles similares de exactitud, pero el conjunto estudiado ahora constituye el mejor caracterizado hasta ahora de estrellas anfitrionas de exoplanetas».

La medición de las edades de las estrellas es uno de los problemas más difíciles al que se enfrentan los astrónomos contemporáneos. Hasta ahora solo la edad del Sol se ha determinado con gran precisión (4.570 millones de años, con una precisión de 10 millones de años arriba o abajo).

Ahora, un grupo internacional de astrónomos ha determinado mejor que nunca las edades, diámetros, densidades, masas y distancias de 33 estrellas. Además, todas estas estrellas tienen planetas similares a la Tierra, lo que nos da una clara indicación de que estos planetas se formaron en nuestra Vía Láctea mucho antes que la Tierra y todavía se están formando, por ahí fuera.

Las 33 estrellas han sido cuidadosamente seleccionadas entre las más de 1.200 estrellas con planetas a su alrededor que se han observado con el muy exitoso satélite Kepler. Las estrellas tienen que ser lo suficientemente brillantes como para formar una buena base estadística para los resultados, y tienen que ser relativamente parecidas al Sol, para que sean comparables.

Astrosismología

Las estrellas palpitan, vibran y resuenan igual que las ondas de sonido en un instrumento musical. La técnica avanzada de medición de estas melodías estrelladas se llama astrosismología – un método muy similar al utilizado por los geólogos para sondear la composición del interior de la Tierra a través de los terremotos.

El satélite Kepler, lanzado por la NASA, ha medido sistemáticamente pequeñas variaciones en la luz de unas 145.000 estrellas en un periodo de poco más de cuatro años. Analizando estas variaciones a lo largo del tiempo proporciona los períodos de las muchas pulsaciones simultáneas de cada estrella, y de ahí los científicos pueden derivar las propiedades básicas importantes de las estrellas individuales.

Por qué es importante

Conocer las edades, tamaños y otros parámetros básicos de las estrellas, además de ser interesante en sí mismo, es importante si se quiere estudiar el desarrollo a gran escala de nuestra galaxia y el Universo como un todo – una disciplina relativamente nueva llamada «arqueología galáctica» .

A nivel más práctico, la clave está en que las estrellas funcionan en gran medida de la misma manera que un reactor de fusión. El conocimiento preciso de las máquinas internas de las estrellas podría ayudar en la producción futura de energía en la Tierra.

Este estudio cuenta con una muestra grande, y ha realizado las mediciones con el mismo instrumento y los mismos métodos teóricos y estadísticos, lo que da una mucho mayor confianza en la precisión de los resultados. La comparación de las estrellas también puede revelar propiedades estelares inusuales y hasta ahora desconocidas.

Con este grande, y es de esperar que crezca, juego de estrellas bien estudiadas será posible ampliar nuestros conocimientos, incluso sobre estrellas que son demasiado débiles para obtener valores astrosismológicos de ellas. De la relación entre las características de unas estrellas se puede deducir las de otras.

El cálculo

Las 33 estrellas seleccionadas para el estudio no son todas similares al Sol, pero se comportan de manera muy similar a como lo hace el Sol. Son lo que técnicamente se llama «osciladores de tipo solar». Víctor Silva explica: «Significa que las pulsaciones de las estrellas están excitadas por el mismo mecanismo que el Sol: Burbujas de gas que se mueven arriba y abajo. Estas burbujas producen ondas sonoras que viajan a través del interior de las estrellas, rebotando entre el interior profundo y la superficie, produciendo pequeñas variaciones en el brillo estelar».

El nuevo estudio nos da valores de las estrellas seleccionadas con una precisión sin precedentes. El margen de error es del 1,2% en el radio, el 1,7% en la densidad, el 3,3% en masa, el 4,4% en distancia y el 14% en edad.

Todas las estrellas estudiadas inicialmente estaban en una pequeña área del cielo, cerca de la constelación de Cygnus. Las seleccionadas están a distancias entre 100 y 1.600 años luz del Sol. ¿Son representativas de los 300 mil millones de estrellas de nuestra galaxia? La respuesta es «sí».

Ciertamente, a los astrónomos les gustaría estudiar muchas más estrellas durante mucho más tiempo, pero por el momento, y en comparación con lo que se conocía previamente, es un gran primer paso. En el futuro, dicen los científicos, vamos a poder estudiar muestras más grandes de estrellas, seleccionadas de un área más grande del cielo, con el proyecto actual Kepler2 y desde 2017 se espera que de todo el cielo, con el satélite TESS. Incluso se esperan mejores resultados del satélite PLATO, que lanzará la Agencia Espacial Europea a mediados de la década de 2020.

Exoplanetas

Las mediciones han permitido saber también si hay exoplanetas orbitando las estrellas. Los encontrados tienen entre 0,3 y 15 radios de la Tierra, y los resultados revelan una amplia gama de edades de las estrellas anfitrionas, que tienen desde la mitad de la edad solar, hasta 2,5 veces la edad solar. Esto es independiente del tamaño de los exoplanetas o de su número, lo que demuestra que la formación de exoplanetas de tamaño similar a la Tierra se ha producido en toda la historia de nuestra galaxia (y todavía está teniendo lugar). De hecho algunos de estos planetas tenían la misma edad que la Tierra cuando ésta se formó. Esto en sí mismo es un hallazgo notable», dice Silva.

Referencia bibliográfica:

V. Silva Aguirre, G.R. Davies, S. Basu, J. Christensen-Dalsgaard, O. Creevey, T.S. Metcalfe, T.R. Bedding, L. Casagrande, R. Handberg, M.N. Lund, P.E. Nissen, W.J. Chaplin, D. Huber, A.M. Serenelli, D. Stello, V. Van Eylen, T.L. Campante, Y. Elsworth, R.L. Gilliland, S. Hekker, C. Karoff, S.D. Kawaler, H. Kjeldsen, M.S. Lundkvist: Ages and fundamental properties of Kepler exoplanet host stars from asteroseismology. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2015). arXiv:1504.07992v2.

RedacciónT21

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