Cómo se encontró el exoplaneta ganador del Premio Nobel

La historia de 51 Pegasi b.

El último Premio Nobel de Física se dividió entre Jim Peebles, un cosmólogo extraordinario, y un par de astrónomos suizos, Michel Mayor y Didier Queloz.

El alcalde y Queloz encontraron el primer exoplaneta orbitando una estrella similar al sol, lo cual fue un descubrimiento histórico por dos razones: demostró de manera concluyente que el sol no es la única estrella que alberga una familia de planetas (algo que habíamos imaginado durante mucho tiempo pero que nunca demostramos), y también que el universo es muy, muy raro.

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El lector cuidadoso notará en el párrafo anterior que fui muy claro en mi redacción: El alcalde y Queloz descubrieron el primer exoplaneta orbitando una estrella similar al sol , no el primer exoplaneta en sí. Ese crédito es para Aleksander Wolazczan y Dale Frail en 1992. Y de hecho, consiguieron un trato de dos por uno, encontrando dos planetas orbitando la misma estrella.

Pero esa estrella era completamente diferente a nuestro sol. Era un pulsar, un núcleo denso y rápidamente giratorio de una estrella que antes era gigante. Ese pulsar salpicaría regularmente un haz de radiación sobre la Tierra, como el parpadeo de un faro distante – de ahí el nombre pulsar . A medida que los exoplanetas orbitaban alrededor de ese núcleo muerto, tiraban suavemente del púlsar, haciéndolo menearse, lo que daría lugar a cambios sutiles en las frecuencias de las salpicaduras del púlsar aquí en la Tierra.

Aunque este fue un hallazgo importante para la astronomía, no era exactamente lo que estábamos buscando. Queríamos saber – y todavía queremos saber – si hay otra Tierra ahí fuera. Y aunque el concepto de planetas que sobreviven a la detonación de una supernova y aún orbitan el núcleo sobrante es un problema jugoso que hay que resolver, no nos ayuda directamente en nuestra cacería. Además, la técnica utilizada en el pulsar se basaba en las frecuencias regulares de sus pulsos, un truco que no podíamos usar en estrellas regulares.

Haciendo que se generalice

En cambio, tuvimos que ver cómo se meneaban las propias estrellas, y no fue hasta unos años después que los astrónomos perfeccionaron la tecnología para realizar esa medición.

La tecnología se basaba en un espectrómetro, un dispositivo para separar la luz de una fuente distante en sus múltiples componentes (esencialmente un arco iris muy científico). Con ese espectro, astrónomos como Mayor y Queloz pudieron encontrar las firmas de elementos conocidos, como hidrógeno y carbono, a partir de las huellas dactilares que dejan en el espectro. Desde allí, podían mirar fijamente a la estrella día tras día, buscando cambios en el espectro.

Y esos cambios en el espectro podrían revelar el movimiento de la estrella a través del desplazamiento Doppler. El mismo turno que hace que el llanto de una ambulancia cambie de tono cuando pasa a tu lado pasa a la luz. Cuando una fuente se mueve hacia ustedes, la luz se desplaza hacia frecuencias más altas y azules, y cuando una fuente se aleja de ustedes, baja a frecuencias más bajas y rojas.

Esta no era una técnica nueva; los astrónomos han estado midiendo el desplazamiento Doppler de las estrellas durante casi doscientos años.

Pero en 1995 el Alcalde y Queloz dieron un paso más allá, elevando la precisión de su instrumento a nuevos niveles, permaneciendo atentos incluso a los cambios más pequeños.

Si un planeta está orbitando una estrella, la gravedad de ese planeta tirará de la estrella como una correa a un perro testarudo. La estrella no se moverá mucho – las estrellas usualmente superan a sus planetas en varios órdenes de magnitud – pero aún así se moverán, esperemos que de una manera detectable. Y en 1995, la pareja de futuros ganadores del Premio Nobel lo clavó, confirmando el inconfundible vaivén en el espectro de la estrella 51 Pegasi, un bamboleo que sólo podía ser causado por un compañero relativamente pequeño e invisible: un exoplaneta en órbita.

Lo mejor es aburrirse

No hay nada particularmente notable en 51 Pegasi, y eso es lo que hace tan notable el descubrimiento de un exoplaneta allí. Es sólo una estrella normal y corriente, sentada a unos 50 años luz de distancia, con una masa alrededor del 10% más que el sol y una edad un poco más alta, con 6.000 millones de años luz.

Es una estrella normal, viviendo una vida estelar normal, con al menos un planeta en órbita a su alrededor. Como nuestro sol.

El descubrimiento del alcalde y de Queloz marcó el inicio de una nueva era en la caza de exoplanetas, lo que llevó a cientos, y eventualmente miles, de detecciones confirmadas de exoplanetas. Son tan comunes ahora que los anuncios rara vez aparecen en las noticias, y es sólo cuestión de tiempo antes de que encontremos un gemelo parecido a la Tierra.

A algunos les gusta Júpiter caliente

Pero el planeta que orbita 51 Pegasi no se parece en nada a lo que vemos en nuestro sistema solar, y fue tan sorprendente que una de las primeras reacciones a su descubrimiento fue tirar el resultado por la borda.

Pero el resultado del alcalde y de Queloz fue indiscutible, y tuvimos que enfrentarnos a la realidad que nos presentó 51 Pegasi. Su planeta, apodado entonces 51 Pegasi b y que ahora recibe el nombre de Dimidium por la Unión Astronómica Internacional (aunque algunos astrónomos se aferran a su nombre informal de Bellerophon), es un gigante gasífero bastante típico, aproximadamente la mitad de la masa de Júpiter, o 150 veces la masa de la Tierra.

Y orbita a sólo 5 millones de millas (8 millones de kilómetros) de su estrella madre.

Por contexto, eso está más de siete veces más cerca que Mercurio de nuestro sol.

¿Cómo es que un gigante gaseoso masivo, que sólo puede formarse en las afueras de un sistema solar donde hay suficiente materia prima para aglomerar un planeta hasta alcanzar proporciones tan masivas, ha llegado a estar tan incómodamente cerca de su padre? Todavía no estamos seguros, pero se nos ocurrió un nombre genial para ellos: Júpiter caliente.

Con una observación dedicada, el alcalde y Queloz hicieron dos trucos. Lanzaron una nueva era de investigación astronómica en exoplanetas, y pusieron fin a décadas de comprensión de cómo se forman los planetas. No es de extrañar que ganaran el Premio Nobel.

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Paul M. Sutter es astrofísico en The Ohio State University , host of Ask a Spaceman y Space Radio y autor de « Su lugar en el universo. » Sutter contribuyó con este artículo al sitio hermano de Misterius.net Voces expertas de Space.com: Op-Ed & Insights .

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