¿Pueden existir planetas habitables en los cúmulos globulares?

Por Daniel Marín, el 22 agosto, 2018. Categoría(s): Astronomía • Estrellas • Exoplanetas ✎ 78

En la deliciosa novela de Mundos en el abismo la humanidad habita el cúmulo globular de Akasa Puspa. Para los habitantes de este abigarrado conjunto de astros el viaje interestelar es posible incluso con una tecnología similar a la de nuestra civilización actual gracias a la escasa distancia media a la que se encuentran sus estrellas (y también gracias a otras ayudas que no vienen al caso). Akasa Puspa no es más que una creación de la mente humana, pero, ¿es posible la existencia de planetas potencialmente habitables en cúmulos globulares?

El cúmulo globular Omega Centauri (ESO).

Los cúmulos globulares son agrupaciones densas de estrellas muy antiguas con una forma esférica, de ahí su nombre. Han sido testigos de los procesos de formación de nuestra Galaxia, pero también constituyen el escenario ideal para buscar exoplanetas (hay muchísimas estrellas en el mismo campo de visión). Tras los primeros descubrimientos de planetas extrasolares por el método del tránsito los astrónomos pronto corrieron a buscarlos en cúmulos globulares. En 2000 el telescopio espacial Hubble estudió el cúmulo globular 47 Tucanae, el segundo más grande visto desde la Tierra. Los astrónomos observaron 34.000 estrellas del cúmulo con el Hubble con la esperanza de encontrar unos veinte exoplanetas. ¿El resultado? No descubrieron ni uno.

Claramente algo estaba pasando en los cúmulos globulares con los planetas. El método del tránsito, al igual que el de la velocidad radial, favorece la detección de planetas grandes cercanos a sus estrellas. Pero las estrellas de los cúmulos globulares son muy antiguas y de baja metalicidad, es decir, poseen pocos elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. Por lo tanto algunos investigadores concluyeron que la formación de planetas gigantes alrededor de estas estrellas se vería seriamente mermada. Sin embargo, todavía había esperanza para los pequeños planetas rocosos de tipo terrestre (hoy en día la relación entre metalicidad y presencia de planetas gigantes no está tan clara y, de hecho, según los análisis de los resultados de Kepler podría no existir una dependencia directa, salvo en los casos más extremos).

La mayor parte de estrellas de los cúmulos globulares son más antiguas y pequeñas que el Sol. Eso significa que su zona habitable —o, mejor dicho, «zona de aguabilidad»— está más próxima a las estrellas que la zona habitable del sistema solar. Pero, ¿cómo de cerca? Los investigadores Stephen Kane y Sarah Deveny han utilizado, una vez más, las observaciones del telescopio Hubble, pero ahora del cúmulo globular Omega Centauri (ω Cen). Omega Centauri, que podría ser el núcleo de una galaxia enana canibalizada por la Vía Láctea, tiene unos diez millones de estrellas y es el más grande de los que orbitan la Galaxia, con un diámetro de 150 años luz. Como es habitual en los cúmulos globulares, la distancia media de las estrellas en el exterior del cúmulo es de un año luz aproximadamente, una cifra nada impresionante, pero en el centro las estrellas se apilan hasta alcanzar separaciones del orden de unas pocas decenas de unidades astronómicas (más o menos el tamaño del sistema solar).

El problema es que, efectivamente, esa es la distancia media, pero las estrellas dentro de un cúmulo globular no están quietas, sino que se mueven continuamente alrededor del centro de masas y, en ocasiones, se acercan mucho más. La cuestión es entonces saber a qué distancia se pueden acercar y con que frecuencia. Kane y Deveny concluyen que, en base a la abundancia de los distintos tipos de estrellas en Omega Centauri, la distancia media de las estrellas al centro de la zona habitable es de unas 0,5 Unidades Astronómicas (75 millones de kilómetros). Esto son buenas noticias, porque significa que cuanto más cerca esté la zona habitable a las estrellas, menos probable será que los planetas sean perturbados por los encuentros cercanos con otras estrellas.

Distribución de la distancia de las zonas habitables de Omega Centauri suponiendo la estimación optimista de la zona habitable (izquierda) y la tradicional (más pequeña). La fila superior es para el borde interno de la zona y la inferior para el externo (Kane et al.).
Frecuencia de encuentros entre estrellas en Omega Centauri en función de su separación durante los mismos (Kane et al.).

¿Descorchamos el champán? Pues no, porque lamentablemente Kabe y Deveny también han calculado que en el centro del cúmulo las estrellas se aproximan entre sí a una distancia de 0,5 UA cada millón de años aproximadamente. O sea, los hipotéticos planetas habitables alrededor de la mayor parte de estrellas de Omega Centauri solo tendrían una vida media de un millón de años antes de ser expulsados por encuentros con otras estrellas. Este resultado también implica que los cúmulos globulares deben tener una enorme población de planetas errantes completamente yermos vagando entre las estrellas. Para estrellas más pequeñas, como son las enanas rojas, la zona habitable estará todavía más próxima (por ejemplo, en el caso de TRAPPIST-1 es del orden de 0,01 UA, o sea 1,5 millones de kilómetros), pero incluso en estos casos el sistema sufrirá un encuentro catastrófico a esa distancia una vez cada mil millones de años. Mil millones de años es mucho tiempo, pero recordemos que los cúmulos globulares son muy antiguos. Eso significa que hasta los planetas situados en las zonas habitables de enanas rojas más pequeñas habrán sufrido unos cuantos encuentros catastróficos a lo largo de su historia. Por supuesto, estamos hablando de estadística, así que en teoría podrían existir algunos planetas habitables en Omega Centauri que hayan sobrevivido, pero su número debe ser muy pequeño.

En definitiva, parece que podemos despedirnos de Akasa Puspa. Los cúmulos globulares son estructuras hermosas, pero repletas de cadáveres planetarios a la deriva.

Referencias:

  • https://arxiv.org/pdf/1808.00053.pdf


78 Comentarios

  1. Muy bueno, con capas internas llenas de planetas localizados en estrellas, una capa de valencia con planetas a punto de un suspiro para liberarse de sus estrellas y una banda de conducción llena de planetas orbitando caóticamente por el metal globular

  2. ¿sera posible reemplazar los cohetes de combustible químico por una nueva tecnología que nos permita salir mas fácil de la tierra?
    ¿sera posible algún día poder alcanzar alguna otra estrella con alguna nave espacial terrestre avanzada?
    ¿encontraremos vida no terrestre mas allá de la Tierra, mas allá del sol, en forma de microorganismos o mejor una civilización avanzada? ¿por qué no hemos contactado con extraterrestres, detectar alguna señal de comunicación de ellos o que ellos nos visiten?

    El universo es tan vasto, las distancias tan colosales y desde nuestro punto de vista “infinitas”, que tal vez ni siquiera la civilización humana logre salir del sistema solar y se extinga antes de lograrlo, y lo mismo le podría estar pasando a otras civilizaciones extraterrestres.
    Pero lo que si sabemos ahora que hay un montón de planetas y lunas en regiones de habitabilidad con mejores condiciones que la tierra, y que estrellas como nuestro sol abundan en nuestra galaxia, y con un universo que es mas antiguo que nuestro sol. En principio deberían en estos momentos haber por lo menos miles de civilizaciones solo en nuestra galaxia ¿por qué no han dominado el viaje interestelar, o es que la física no da para tanto? solo les bastaría 8 millones de años a una civilización avanzada pasar de un extremo de la galaxia al otro. Si pudiéramos viajar algún día a otro mundo ¿podríamos encontrar evidencia arqueológica extraterrestres?. ¿y si nosotros fuéramos alienigenas dejados por otra civilización extraterrestre?, ¿o ya nos visitaron pero solo nos observan?¿o si entran en contacto con nosotros y nos exterminan? ¿y si son maquinas auto-replicantes?

    Tal vez en los cúmulos haya alguna forma de vida particular que drene la energía de esos abundantes soles.

    1. “…El universo es tan vasto, las distancias tan colosales y desde nuestro punto de vista “infinitas”, que tal vez ni siquiera la civilización humana logre salir del sistema solar y se extinga antes de lograrlo, y lo mismo le podría estar pasando a otras civilizaciones extraterrestres…”.
      Bueno, sucede que estamos en una zona muy apartada de la Galaxia. Por lo que comenta Daniel, en Omega Centauri la distancia media de las estrellas al centro de la zona habitable es de unas 0,5 Unidades Astronómicas (75 millones de kilómetros). Ahí si hubiera distintas civilizaciones no estarían tan lejos entre sí como para no poder contactarse, es incluso comunicarse.

  3. La escala de Kardashov -y la versión de de esa escala con puntos intermedios planteada por Carl Sagan- plantea tres tipos de civilización: la I, la II y la III.
    La civilización humana ni siquiera ha llegado a la I, hasta ahora esta en 0.7.
    En cuanto al uso de la energía, los humanos todavía dependemos de los combustibles fósiles. Una civilización tipo I, dominaría la fusión a gran escala, y en ese proceso actualmente se le esta invierto ingentes esfuerzos, energía y recursos para llegar allá; también dominaría la anti-materia, y definitivamente la producción de energía a partir de fuentes renovables seria su fuerte. En términos generales una civilización tipo I, aprovecharía la energía disponible en un único planeta: la Tierra.
    Una civilización tipo II aprovecharía la energía de su estrella. Aplicaría las mismas técnicas de la civilización tipo I, pero aplicado amas planetas en su sistema estelar, incluso podría crear mega-estructuras como satélites en órbita solar para absorber lo mas posible de la energía solar, o hasta una esfera de Dyson. Una civilización tipo II podría logran un avance tal que incluso podría aprovechar la enorme energía emitida en forma de fotones por el disco de acrecion de un agujero negro. En fin.
    Existe también la civilización tipo III.
    Claro estos tipos de civilización son hipotéticas o teóricas, son futuristas, son parte de la ciencia ficción.

    Traje el tema de los tipos de civilizaciones porque si en verdad pudieran ser posibles en nuestro universo, para una civilización entre el tipo II y el tipo III, los cúmulos globulares serian un manjar rico y exquisito.

  4. offtopic: los libros de ‘La Fundación’de Issac Asimov, una de la trilogías de libros mas emblemáticas y formativas de la ciencia ficción por fin sera llevada a la pantalla de televisión.
    Apple que adquirió los derechos ya ordeno que la producción se convierta en 10 capítulos.

      1. A la trilogía Fundación, Fundación e Imperio y Segunda Fundación la leí hace muchísimo tiempo. Pero daba algunas condiciones de aplicabilidad. 1 era que tenía que ser aplicada a grandes masas de población (creo que el mínimo eran 10 mil millones de personas). Otra que la población en cuestión no debía saber que se las predicciones que se estaban haciendo sobre ella.

    1. Seria mas teoría que practica, porque personalmente no se como se podría estudiar eso en la realidad, quizás añadir peso extra a nuestros cuerpos seria un primer acercamiento, porque sobre la superficie de la Tierra el peso es igual a la masa por la gravedad, en la ecuación no podemos doblar la gravedad, pero si la masa. Pero en la superficie de un planeta con mayor gravedad se alteran otras variables mas allá del mismo peso.
      nos e si hayan estudios pero este articulo esta relacionado::
      https://omicrono.elespanol.com/2015/01/que-pasaria-si-la-gravedad-de-la-tierra-aumentara-al-doble/

      1. Yo pensaba en un disco de centenares de metros en el espacio con habitáculos en el exterior y que fuera con la fuerza centrífuga la simulación. Igual para gs altas se puede hacer en tierra.
        Como mucho en ciencia es caro.

        1. ¿no se podría hacer lo mismo en la superficie de la Tierra?, ¿tiene que ser en el espacio?, aquí se puede construir un disco centrifugador a gran escala que simule gravedades mayores a la natural terrestre.

  5. Otra pieza más demostrando la extrañeza de nuestra Tierra rara en un universo sin centro de interminables filamentos y murallones cual malla de kevlar flexible autogravitando por la materia oscura sin romperse al soplo de la presión del vacío y la energía oscura de los grandes espacios intrafilamentosos… y solo nosotros los animalia vivos aquí en el Brazo de Orión-Perseo. Desolador o más bien planificado por su divina gravedad formadora de estrellas luminosas y sistemas planetarios acoplados?

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Por Daniel Marín, publicado el 22 agosto, 2018
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