Kapteyn b: descubierto el planeta habitable más antiguo

La Estrella de Kapteyn es una de las vecinas del Sol. Situada a tan solo 13 años luz de nuestro Sistema Solar, es una pequeña enana roja de 0,28 masas solares que fue descubierta en 1898 por el astrónomo holandés  Jacobus Kapteyn. Debido a su proximidad durante décadas ha protagonizado numerosos relatos de ciencia ficción, pero nadie sabía si esta estrella tenía o no planetas a su alrededor. Hasta hoy.

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Un equipo de astrónomos ha anunciado el descubrimiento de dos supertierras alrededor de nuestra vecina mediante el método de la velocidad radial. La primera, Kapteyn b, tiene una masa mínima de 4,8 veces la terrestre y orbita con un perioro de 48,6 días. Por su parte, Kapteyn c sería siete veces más masiva que la Tierra y giraría más lejos, con un periodo de 121,5 días. Pero lo interesante es que Kapteyn b está situada en la zona habitable del sistema, o sea, que podría tener agua líquida en su superficie de forma permanente dadas las condiciones adecuadas.

Kapteyn c solamente recibe de su estrella el 10% de la irradiancia comparada con la Tierra, así que se encuentra fuera de la zona habitable. No obstante, podría tener agua líquida en su superficie con una atmósfera lo suficientemente densa. Eso sí, hay que insistir en que sólo sabemos las masas de ambos mundos. No conocemos su tamaño y, por tanto, su densidad. No sería extraño que Kapteyn c fuese en realidad un minineptuno.

La edad de Kapteyn es muy difícil de determinar, pero se cree que debe rondar los once mil millones de años. O lo que es lo mismo, Kapteyn b sería el planeta habitable más viejo conocido. Y es que la Estrella de Kapteyn (también conocida como GJ 191 o HD 33793) es también la estrella del halo galáctico más cercana al Sol. Estas estrellas se cree que se formaron cuando la Vía Láctea primigenia ‘despedazó’ varias galaxias satélites que la rodeaban y, por lo tanto, aquellas que han sobrevivido -bien dispersas, bien en los cúmulos globulares- son astros realmente viejos. De hecho, se cree que Kapteyn pudo formar parte del famoso cúmulo globular Omega Centauri o, mejor dicho, de la galaxia enana de la que salió. Algo bastante curioso si tenemos en cuenta que este cúmulo se encuentra actualmente a 17000 años luz de la Tierra.

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Curvas de velocidad radial que demuestran la presencia de Kapteyn b y Kapteyn c (G. Anglada Escudé et al.).

La baja metalicidad de Kapteyn explica que no haya ningún gigante gaseoso a su alrededor y que el sistema esté formado por planetas rocosos (o, como mucho, minineptunos). El descubrimiento ha sido obra de los espectrómetros HARPS (en el telescopio de 3,6 metros de La Silla, Chile), PFS (en el telescopio Magellan II de Las Campanas, Chile) y el HIRES (del telescopio Keck de Hawái).

El hecho de que una estrella del halo tan vetusta como Kapteyn posea planetas ya es todo un descubrimiento que servirá para refinar las teorías de formación de la Galaxia. Pero el que hayamos descubierto el planeta habitable más viejo conocido parece casi de ciencia ficción.

Referencias:

 



39 Comentarios

    1. AL nave espacial mas rápida construida hasta la actualidad si Wikipedia no miente es la New Horizon, que viaja a unos 17 Km por segundo. Yendo el línea recta para recorres esos 12 años luz= 9460800 millones de kilómetros se tardarían unos 211764 años. Corregidme si me he equivocado.

    2. Usando la tecnología actual unos 150 años. Estamos hablando en el límite, posibilidades teóricas, nunca probadas y evidentemente jamás construidas, y los costes lo dejamos correr, porque son totalmente inasumibles incluso a escala planetaria. Harina de otro costal es que la nave sobreviva al vuelo y además, no podría frenar una vez llegada, pasaría de largo. Hablo naturalmente de las posibilidades teóricas del proyecto Daedalus. Como experimento mental no está nada mal, debería haber salido en 1860 para estar llegando hoy. La Humanidad jamás ha empredido una tarea de semejante alcance en el espacio y en el tiempo, y no creo que estemos aún listos para hacerla (bueno… me parece obvio).

        1. Viene siendo una variante. No dejan de ser ejercicios mentales, en realidad nadie sabe siquiera si semejante cosa podría funcionar (o crear una bonita explosión que podría ser vista en nuestro vecindario galáctico xD). Lo que me gustaría recalcar es que en realidad, los desafíos técnicos, siendo colosales, nunca son el problema, el problema es organizar la sociedad, o si se prefiere, el reto político. La URSS falló en no dotarse de un programa adecuado y adjudicarle un presupuesto necesario a su proyecto de viaje lunar, y eso que a priori se supone que un sistema político como el suyo facilitaba las cosas (la realidad parece sugerir que no), fueron los EEUU quienes se organizaron mejor, a lo largo de una década al completo e involucrando muchos cientos de miles de personas (literalmente). Técnicamente hablando, ambos países estaban más o menos en igualdad de condiciones, la diferencia la marcó la disponibilidad de recursos y la voluntad política. Este es el verdadero desafío.

          Hablamos por tanto de un proyecto que tendría que involucrar sectores inmensos de la economía de virtualmente todas las naciones de la Tierra y que tendría que durar casi 8 generaciones. La Voyager ha durado 3, ha consumido la vida profesional útil completa de más de una persona. Y hablamos de un proyecto donde la palabra fallo no es una opción, como se suele decir.

          Me parece, como dije arriba, que la Humanidad no está preparada todavía. Por eso creo que conviene ir empujando un poquito todos desde abajo xD. Así empiezan a rodar las cosas. Literalmente.

          1. Sí, el proyecto Ícaro es una continuación del proyecto Dédalo, básicamente una actualización de la tecnología y la ciencia a los de hoy en día o nuestro futuro cercano. Pero la misma organización lleva a cabo otros proyectos (están en la misma web), algunos más prácticos que otros. Por ejemplo, el proyecto Helius es una especie de variante práctica del Ícaro, y en su primera fase pretende hacer experimentos de apuntando de láseres para la propulsión del Ícaro. Lanzarán pequeñas bolas de combustible químico que intentarán encender mediante láseres, como primer paso para desarrollar motores de fusión. Luego creo que probarán materiales para la tobera. Aparte tienen un proyecto sobre velas solares, por ejemplo, otro sobre motores de fisión, etc. De todas formas, con la financiación actual tienen bastante chunga la parte práctica. Antes tendrían que lanzar una buena campaña de financiación, o aliarse con otras organizaciones, como la Sociedad Planetaria.

            Pero sí, el mayor reto es el político. O, lo que es lo mismo, el dinero 😛

  1. ¿El E-ELT permitiría la observación directa de planetas extrasolares como los los sistema Kapteyn o será necesario esperar a que apruebe, se financie, se construya, se ponga en órbita y funcione esta vez bien de primeras un telescopio espacial que substituya al Hubble?. Contando con lo que está costando el James Webb y las pocas ganas que habrá de financiar otro telescopio espacial tipo ATLAST me temo que eso será una de esas cosas (y no soy todavía un viejo) que estoy empezando a pensar que no veré en vida.

  2. Los amigos del SETI estarán deseando echarle un vistazo… quién sabe lo que pueden dar de si 11 mil millones de años de evolución…

    1. Los del SETI seguramente ya la habrán “escuchado”, estando Kapteyn tan cerca… Pero me juego una pasta a que ahora mismo le están dando un “repaso” intensivo.

  3. Parece casi de ciencia ficción, en efecto. Por más que esté prevenido, uno nunca termina de acostumbrarse a las sorpresas que nos depara el cosmos.

    Notición, sin duda. Me refiero a que los astrofísicos seguirán teniendo trabajo por muuucho tiempo 😀

  4. Hablando de que parece de ciencia ficción… Alastair Reynolds (que en mi opinión es un maestro de la sci-fi más innovadora de los últimos tiempos) le ha dado un tonillo poético a este descubrimiento regalando unas líneas para acompañar la publicación. En inglés, pero mola:

    http://ph.qmul.ac.uk/sad-kapteyn

      1. Me gusta que os guste! Intentar responder a la paradoja de Fermi suele dar como resultado algunas de las obra de sci-fi más interesantes que se han escrito.

        Y puestos a recomendar de éste hombre, que os veo interesados en el género, su serie “Revelation Space” es la que le lanzó a la fama: una space opera grandiosa como la que más, en un universo relativista sin FTL.

  5. Wooow las maravillas que nos estan esperando ahy afuera cuanto lamento no avernacido dentro de 100 años porlo menos la naracion de Alastair Reynolds esmarabillosa.

    1. Shshhh… la semana no ha terminado… y Daniel, guardando “silencio de radio”… hummm… me huele que está cocinando EL bombazo postre. Please fasten your seatbelts… just in case. 3, 2, 1…

        1. Master, boss, sensei, chef de chefs… con estos dos últimos platos super especiales te has super lucido.

          Menos mal que has tenido una semana liada, que si no… ¡madre mía! ¡Me veía venir la tripleta infartante! 🙂

          Mil gracias, Daniel.

  6. Poetica y preciosa la naracion de ese autor. Las maravillas que nos esperan ahy afuera cuanto lamento no aver nacido dentro de 100 años.
    y por otro lado hablando de planetas sercanos no se asavido nada nuevo del planeta de alfacentauri.?

    1. Todavía se tardará un tiempo en confirmar el descubrimiento. Creo que ahora hay al menos tres grupos de astrónomos intentándolo, dos en Chile y uno en Australia, pero se tarda tiempo en recopilar bastantes tránsitos. El mayor problema es que ahora las dos estrellas del sistema están muy cerca en el cielo y se confunde la luz de las dos. Dentro de 3 o 4 años estarán más separadas y será más fácil.

  7. Sr Marin acuérdese que nos prometió una entrada sobre el venture star para esta semana sino puede no hay problemas hombre lo esperaremos para la próxima un abrazo y buen fin de semana….

  8. Una duda, ¿por qué si la estrella tiene tan baja metalicidad, y es tan antigua, implica que los planetas que puedan existir tienen que ser rocosos?

    1. Ademar, ignoro tus conocimientos, discúlpame si esta respuesta hila demasiado fino para ti:

      Por lo general, antigüedad y metalicidad van de la mano. Salvo raras excepciones, cuando una estrella es muy antigua implica que su metalicidad es baja (más información en la entrada de Eureka inmediatamente anterior a esta).

      En aras de la simplicidad, dejemos de lado a los sistemas estelares múltiples y otras “minucias”.

      A grosso modo, pues, cuando hablamos de la metalicidad de una estrella, hablamos de la metalicidad de la nebulosa protoestelar que originó a esa estrella y sus planetas.

      La nebulosa protoestelar se compone básicamente de hidrógeno y helio, pero también hay presentes elementos más pesados en mayor o menor proporción. Esa proporción es lo que llamamos metalicidad.

      Por “metalicidad” se entiende en astrofísica la abundancia relativa de elementos más pesados que hidrógeno y helio. Todos los elementos más pesados que el helio son llamados “metales”, así sean o no auténticos metales en la tabla periódica.

      La nebulosa protoestelar colapsa gravitatoriamente, se contrae al tiempo que se aplana formando un disco rotatorio. La mayor parte de la materia nebular cae hacia el centro del disco (la protoestrella) y se acumula allí hasta que la presión y la temperatura alcanzan el punto de fusión. Y nace la estrella.

      Simplificando, podríamos decir que hasta ese momento la única fuerza en juego era la gravedad, que atrae la materia nebular hacia el centro del disco. Cuando la estrella empieza a brillar aparece una fuerza opuesta que sopla hacia afuera: el viento solar, o sea, el flujo de partículas que emite la estrella.

      La estrella recién nacida está rodeada por el disco remanente de la nebulosa protoestelar. Ese disco es la cuna y materia prima de los planetas. Y aquí empieza lo bueno.

      Los elementos ligeros, como hidrógeno y helio, son muy volátiles. El viento solar de la joven estrella los expulsa fácilmente del disco… a menos que “algo” retarde dicha expulsión en grado suficiente hasta que los planetas terminen de formarse.

      Ese “algo” es la masa de los “metales” presentes en el disco. En términos sencillitos, la masa de los elementos pesados oficia como “ancla gravitatoria” para los elementos ligeros, retardando su expulsión fuera del disco.

      Así, cuando la metalicidad es alta, el disco retiene elementos volátiles por más tiempo, aumentando la probabilidad de que se formen planetas gaseosos.

      Cuando la metalicidad es baja, los elementos ligeros son expulsados más rápidamente del disco, dejando como residuo a los elementos pesados: la materia prima de los planetas rocosos.

      Para más información:
      http://www.astrobio.net/news-exclusive/when-stellar-metallicity-sparks-planet-formation/
      http://journals.cambridge.org/action/displayFulltext?type=1&fid=7326344&jid=IAU&volumeId=5&issueId=S265&aid=7326336

      Saludos.

      1. Gracias Pelau. Conocía la teoría sobre la formación de los sistemas planetarios, No obstante , los últimos cuatro párrafos de tu exposición me han resultado muy útiles y tu exposición me ha parecido extraordinariamente didáctica.
        Una parte de la duda se centraba en admitir si la nebulosa que engendra una estrella de once mil millones de años de edad puede contener los elementos pesados requeridos para formar planetas donde pudieran surgir civilizaciones tecnológicas, como se supone en la obra de ciencia ficción aludida, pues en ese caso se necesitarían todos los que existen en un planeta como el nuestro.
        Es decir, ¿la teoría actual admite bien que estrellas de tercera generación, como parece que es el Sol, fueran habituales en esa temprana edad del universo?
        La otra parte de la duda me la has contestado.

      2. Ademar, como dije en mi comentario anterior, por lo general antigüedad y metalicidad van de la mano, pero HAY excepciones.

        La cantidad (masa) y calidad (“metalicidad”) de materia disponible en una región del espacio condicionan el “si”, el “cómo” y el “cuándo” va a nacer una estrella, y a la vez predeterminan el tipo y longevidad de dicha estrella.

        Por su parte, las estrellas son hornos de nucleosíntesis, generación tras generación las estrellas enriquecen la materia con “metales” y la redistribuyen por el espacio.

        O sea que la existencia de estrellas depende del entorno, y éstas a su vez modifican el entorno. Todo eso queda resumido en el concepto de Poblaciones estelares.

        Las estrellas categorizadas en una determinada Población han sido clasificadas así debido a que poseen características en común dentro de ciertos rangos: fecha de nacimiento, metalicidad, y regiones donde proliferan.

        Esas características NO son casuales, por el contrario, están directamente vinculadas entre sí, y son parte integral del patrón evolutivo del universo.

        Por supuesto, estamos hablando en términos estadísticos. Siempre hay excepciones a la regla, las cuales veremos después unos párrafos más abajo.

        En la evolución del universo podemos distinguir 3 Poblaciones, o sea 3 grandes Generaciones (con mayúscula) de estrellas. La numeración romana de las Poblaciones está invertida pues denota el orden en que fueron descubiertas:

        1ra Generación = Población III (metal-free stars)
        2da Generación = Población II (metal-poor stars)
        3ra Generación = Población I (metal-rich stars)

        Pero, hilando fino, el asunto no es tan simple y lineal, pues hay estrellas mucho más efímeras que otras. O sea que en una misma Población puede haber, y hay, más de una generación (con minúscula).

        En promedio, las estrellas de 1 masa solar (o sea, iguales al Sol en “peso”) viven unos 10.000 millones de años. Pero las de 10 masas solares viven apenas 32 millones de años, y las de 60 masas solares tan sólo 3 millones de años.

        Eso es debido a que más masa = más presión y temperatura = fusión termonuclear más violenta y RÁPIDA. Las estrellas muy masivas tienen mayores reservas de hidrógeno que el Sol, pero las agotan muchísimo más rápido… y tienden a morir como supernovas.

        Las supernovas (que las hay de VARIOS tipos) constituyen el mecanismo de “síntesis y dispersión de elementos pesados” más común.

        Pero hay al menos otro mecanismo, más primigenio y potente: quasars y núcleos de galaxias activas. El “motor” de este mecanismo es el disco de acreción de un agujero negro supermasivo, capaz de sintetizar elementos pesados y eyectarlos a distancias intergalácticas.

        La naturaleza ubicua (a escala universal están por doquier) y a la vez puntual (a escala galáctica están muy localizados) de esos dos mecanismos explica tanto la evolución estelar regular (Poblaciones) como la existencia de excepciones.

        Por excepción entendemos: una estrella que por su edad pertenece a cierta Población, pero su metalicidad es anormal para dicha Población, y/o está en una región del espacio donde no es común hallar ejemplares de dicha Población.

        En este sentido Kapteyn es una excepción. Por su edad pertenece a la Población II. Su metalicidad es baja, normal de Población II. Lo raro es que está a pocos años luz de nosotros, en una zona de la Vía Láctea ocupada casi exclusivamente por estrellas de Población I como el Sol.

        Otro ejemplo de excepción más interesante: en algún sitio (no recuerdo dónde, pero la fuente era confiable) leí que se han descubierto estrellas de Población II (o sea muy antiguas) con metalicidad tan alta como la del Sol.

        Esas longevas estrellas de Población II con metalicidad anormalmente alta pueden explicarse así: sus nebulosas de origen podrían haber sido enriquecidas (“metalizadas”) por una o más supernovas cercanas, es decir, por una o más generaciones (con minúscula) de estrellas también de Población II pero muy masivas y de brevísima vida.

        Con lo dicho creo que ha quedado respondida tu pregunta y de paso ha sido despejada la confusión taxonómica (un mera cuestión de “etiquetas”) de su planteo, es decir:

        A) Una estrella tan antigua como Kapteyn (con una edad estimada de 11.000 millones de años) no puede ser de 3ra Generación (Población I) como el Sol.

        B) Y al revés, una estrella tan joven como el Sol (con una edad estimada de 4.500 millones de años) no puede ser de 2da Generación (Población II) como Kapteyn.

        Lo que sí puede ser, como ya vimos, son las estrellas de 2da Generación con metalicidad alta típica de 3ra Generación.

        Pero repito: estamos hablando de EXCEPCIONES. No obstante, el universo es TAN vasto que, en números netos, esas raras excepciones han de contarse por millones o miles de millones.

        Ahora veamos otra pregunta, que no fue planteada pero está implícita en tu comentario, y que podría formularse así:

        ¿Un antiguo sistema estelar Población II típico (de baja metalicidad, como Kapteyn) tiene los elementos pesados requeridos para el surgimiento de una civilización tecnológicamente avanzada?

        Empecemos por lo obvio. Baja metalicidad NO es sinónimo de AUSENCIA de elemenos pesados. Como haber los hay.

        Según tengo entendido, un típico sistema estelar Población II tiene (o puede tener) casi todos (o incluso todos) los elementos naturales de la tabla periódica… sólo que en distinta proporción y con mayor escasez que en la típica Pobación I.

        Pero, precisamente, la baja metalicidad de la Población II tiende a favorecer la formación de planetas rocosos. He ahí un mecanismo refinador que concentra lo escaso, separando el trigo (elementos pesados) de la paja (elementos ligeros).

        El relato de Reynolds puede ser plausible. Ese antiquísimo planeta podría tener, en abundancia suficiente, todos los elementos pesados que una civilización técnica necesita.

        O quizá no. Pero en este VASTO universo, si algo NO es fundamentalmente imposible, tarde o temprano ocurre… en algún lugar.

        Además, en la entrada inmediatamente anterior (he ahí otro planeta rocoso en torno a otra estrella Población II) Daniel dice: “obligará a revisar los modelos de formación planetaria.” No sé si me explico 😀

        Para más información mira los enlaces que AJ y yo posteamos en nuestros comentarios en esa misma entrada.

        Saludos.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 4 junio, 2014
Categoría(s): ✓ Astronomía • Exoplanetas • Sondasespaciales