Los científicos han lidiado durante siglos con la composición del universo. Desde su tamaño infinito hasta la búsqueda de vida inteligente en planetas más allá del nuestro, una variedad de preguntas mantienen a los humanos despiertos por la noche. Una de las características más profundas de la exploración del espacio más allá del nuestro es la curiosidad sobre cómo nuestro sistema solar está organizado con pequeños planetas rocosos en la mitad interior del agarre gravitacional del Sol y gigantes gaseosos más grandes que existen más lejos. Esta ubicación parecía lógica para los científicos y astrónomos, después de todo, ¡es el único punto de referencia que los humanos podrían usar durante gran parte de nuestra historia!
Pero durante mucho tiempo, los astrónomos han sabido que otros diseños estructurados podrían existir y existieron. Con la ayuda del telescopio Kepler, los investigadores han desarrollado aún más esta comprensión. Descubrieron que los planetas en sistemas solares mucho más allá del nuestro generalmente encuentran una disposición de una manera que coloca varios planetas diferentes de tamaño y masa aproximadamente similares alineados entre sí. El 80% de los sistemas solares explorados presentan su disposición planetaria de esta manera, según una investigación publicada por la universidad de berna. Pero al investigar la forma de formación planetaria, los científicos de la Universidad, encabezados por el Dr. Lokesh Mishra, descubrieron que existen cuatro clasificaciones distintas de sistemas planetarios.
Sistemas similares
El primero, y el más común, es el sistema ‘similar’. Sistemas planetarios similares siguen la analogía de los «guisantes en una vaina» que el equipo concibió inicialmente como una forma de comprender lo que estaban viendo a través de la lente de Kepler. Estos sistemas planetarios se encuentran en todo el universo y contienen planetas más o menos similares que se extienden alrededor de la estrella central. Por supuesto, nunca habrá dos planetas exactamente iguales, pero las similitudes en masa y tamaño físico significan que los planetas que se encuentran en este tipo de sistemas se formaron aproximadamente con la misma materia y dieron como resultado un producto más o menos uniforme. Además de este hallazgo, está el hecho de que los exoplanetas ahora se pueden pesar midiendo la luz estelar atmosférica local alrededor del objeto distante.
El equipo descubrió que sistemas similares emergen de pequeños discos de gas y polvo de baja masa y se forman alrededor de estrellas con una pequeña cantidad de elementos pesados. Esta característica tiene sentido lógico, dada la prevalencia de sistemas similares encontrados en la investigación.
Sistemas mixtos
Los sistemas mixtos son los más volátiles del grupo. Estos sistemas están formados por discos de gas y polvo de tamaño mediano y por lo tanto contienen una gran variedad de componentes metálicos y químicos en los cuerpos planetarios. A medida que se forman las entidades individuales, a menudo chocan entre sí o con otros desechos espaciales, lo que hace que los cuerpos pierdan el equilibrio y agregan volatilidad a la superficie y el núcleo de las plantas dentro del sistema. Los planetas que se encuentran en un sistema mixto pueden expulsar grandes trozos o su propia masa o agregar materia considerable después de una colisión con otro cuerpo.
El resultado de un sistema mixto es relativamente impredecible en la disposición de los planetas en orden desde la estrella central. Los sistemas mixtos pueden presentar cuerpos planetarios grandes y pequeños en un orden verdaderamente aleatorio. Además, la variación puede ser sustancial entre los planetas que se encuentran en un sistema de arquitectura mixta. El estudio informa un hallazgo de alrededor del 8% de sistemas mixtos en la simulación y aproximadamente el 5% en la naturaleza real más allá de nuestro sistema solar.
Sistemas ordenados y antiordenados
Las clasificaciones finales del sistema son imágenes especulares entre sí. El sistema ordenado es un diseño estructural que coloca los planetas pequeños más cercanos a la estrella en el centro y los planetas más grandes más lejos. Por el contrario, un sistema antiordenado ve que la distancia y el tamaño operan uno respecto del otro en orden inverso. Los planetas más grandes del sistema se encuentran más cerca de la estrella y los más pequeños se encuentran en los límites del campo gravitacional que mantiene la rotación sincrónica.
La Tierra se encuentra dentro de un sistema planetario ordenado, y el equipo de investigación descubrió que estos dos diseños estructurales se establecen alrededor de gigantescos campos de escombros y gas. Este gran volumen de gas y metal de composición permite el establecimiento de planetas más grandes. Si bien ninguno de estos sistemas requiere «gigantes gaseosos» como los que se encuentran en nuestro sistema solar, una escala móvil de masa planetaria ciertamente requiere una cantidad considerable de material base para trabajar, por así decirlo.
Hallazgos clave del estudio
Un hallazgo interesante que surgió de la investigación fue el hecho de que se midió una fuerte correlación en los cuatro sistemas planetarios. El equipo de investigación anotó en su Documento de noviembre de 2022: «Esperamos que las masas planetarias en sistemas mixtos, ordenados y antiordenados (por definición) tengan correlaciones bajas. Por otro lado, la arquitectura de clase similar debería exhibir una fuerte correlación. Sorprendentemente, en el espacio logarítmico todas las clases de arquitectura muestran fuertes correlaciones». Sin embargo, notan que en el espacio lineal, los valores de los coeficientes se asemejan más a sus suposiciones.
También encontraron que la clasificación de la arquitectura de un sistema está fuertemente vinculada a la masa combinada de los planetas de un sistema dado. Curiosamente, el resultado de las simulaciones realizadas por el equipo mostró que, si bien los sistemas similares eran los más comunes, el menos común (aproximadamente el 1,5 %) estaba representado por el tipo de diseño estructural en el que reside nuestro propio mundo. También señalaron que actualmente no se sabe que ningún sistema que se encuentre en el espacio real (no en el entorno simulado) exhiba una arquitectura anti-ordenada, pero esto sigue siendo posible. En el comunicado de prensa de la Universidad de Berna, el Dr. Lokesh Mishra señaló que el marco desarrollado aquí se puede aplicar a otras mediciones sistémicas y que los resultados del estudio vinculan «las condiciones iniciales de formación estelar y planetaria con una propiedad medible: la arquitectura del sistema». Por primera vez, señala, «hemos logrado salvar esta enorme brecha temporal (de miles de millones de años de evolución)».