Hasta ahora, se pensaba que los planetas pequeños semejantes a la Tierra sólo se formaban alrededor de estrellas con un contenido elevado de elementos pesados como hierro y silicio, pero un nuevo estudio llevado a cabo por científicos de Dinamarca, Suecia y Estados Unidos ha demostrado que este tipo de planetas puede formarse en torno a estrellas con muy distintas concentraciones de elementos pesados.
Este hallazgo aumenta la probabilidad de que los planetas similares a la Tierra de pequeño tamaño sean mucho más comunes en el Universo de lo que se creía hasta ahora.
Para realizar este estudio, publicado en Nature, el equipo se sirvió del Telescopio Espacial Kepler de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de los Estados Unidos (NASA).
Gracias a esta herramienta, los investigadores lograron examinar la composición de elementos de más de 150 estrellas a las que orbitan 226 planetas candidatos, de tamaño menor que el de Neptuno.
Uno de los investigadores, Anders Johansen, de la Universidad de Lund, recibió una subvención de inicio (Starting Grant) del Consejo Europeo de Investigación (CEI) para trabajar en el proyecto PEBBLE2PLANET («De piedra a planeta: nuevos horizontes en la formación de planetas»), financiado a su vez con 1.330.000 euros mediante el tema «Ideas» del Séptimo Programa Marco (7PM).
Lars A. Buchhave, astrofísico del Instituto Niels Bohr, del Centro de Formación Estelar y Planetaria de la Universidad de Copenhague y autor principal del estudio, comentó: “Deseaba investigar si los planetas pequeños precisaban hallarse en un entorno especial para formarse tal y como ocurre con los gigantes de gas, de los que se sabe que suelen desarrollarse en entornos con una concentración elevada de elementos pesados. Este estudio muestra que en el caso de los planetas pequeños no existen «preferencias», y que estos pueden formarse alrededor de estrellas con una amplia gama de contenido metálico pesado, incluso de estrellas con tan sólo un 25 % de la metalicidad del Sol”.
En el estudio se señala que en estas condiciones se pueden generar planetas de hasta cuatro veces el tamaño de la Tierra.
Formación alrededor de estrellas muy distintas
Una estrella es una esfera enorme de gas incandescente que produce energía mediante procesos de fusión de hidrógeno y helio que dan lugar a elementos más pesados.
Cuando el núcleo al completo se convierte en hierro no es posible producir más energía y la estrella muere lanzando inmensas nubes de gas y polvo al espacio que se condensan y convierten en nuevas estrellas y planetas. Cada generación de estrellas posee un porcentaje mayor de elementos pesados que la precedente.
Los planetas se forman a partir de los restos de las nubes de gas y polvo que orbitan alrededor de la nueva estrella.
En posteriores generaciones de estrellas con un mayor contenido de elementos pesados, las partículas de polvo y gas que pasan a formar parte de los planetas poseen una composición elemental más propensa a generar gigantes gaseosos como Saturno y Júpiter.
No obstante, esta nueva investigación apunta a una diferencia sustancial en el caso de planetas más pequeños.
En palabras de Buchhave: “Hemos analizado la composición elemental espectroscópica de las estrellas de 226 exoplanetas. La mayoría son pequeños, es decir, planetas semejantes a los rocosos del Sistema Solar o con un radio de hasta cuatro veces el de la Tierra. Hemos descubierto que, a diferencia de los gigantes gaseosos, la formación de planetas más pequeños no depende en tanta medida de que las estrellas tengan un porcentaje elevado de elementos pesados. Pueden formarse planetas de hasta cuatro veces el tamaño de la Tierra alrededor de estrellas muy distintas que incluso pueden no contener muchos elementos pesados”.
Por tanto, al no depender su formación de una proporción elevada de elementos pesados en las estrellas a las que orbitan, es posible que los planetas similares a la Tierra sean mucho más comunes en la Galaxia de lo que hasta ahora se creía.
Identificando exoplanetas
Desde su puesta en órbita en 2009, el Telescopio Espacial Kepler ha escrutado más de 150.000 estrellas en una búsqueda continua de exoplanetas a partir de indicios como un descenso del brillo de estas estrellas provocado por el paso, o tránsito, de un posible planeta entre ella y el punto de observación.
Para verificar una señal que identifique a un exoplaneta son necesarios al menos tres tránsitos. Además es necesario realizar observaciones posteriores mediante telescopios terrestres para confirmar un candidato como planeta.
Las observaciones espectroscópicas terrestres de este estudio se realizaron en el Telescopio Óptico Nórdico (NOT) de La Palma, en la Islas Canarias (España), y en tres telescopios situados en los Estados Unidos: el Observatorio Fred Lawrence Whipple (FLWO) en el Monte Hopkins de Arizona; el Observatorio McDonald de la Universidad de Texas en Austin; y el Observatorio W. M. Keck en Mauna Kea, en Hawái (Estados Unidos).