Exoplanetas astro-ph.EP

Tres planetas en el sistema Kepler-51 han intrigado durante mucho tiempo a los astrónomos: por su tamaño se asemejan a Saturno, pero su densidad es menor que la del agua. Estos mundos 'superesponjosos', con masas no superiores a diez veces la terrestre, son como dientes de león cósmicos: masivos, pero casi ingrávidos.

En agosto de 2024, el coronógrafo MIRI del telescopio James Webb apuntó a Alfa Centauri A, la estrella de tipo solar más cercana al Sol. A 1,5 segundos de arco de la estrella, apareció una fuente puntual, S1. Flujo de 3,5 mJy, contraste de 5,5×10⁻⁵. Cuatro a seis sigmas. Un faro que parpadeó en la niebla.

Una peonza inclinada sobre una mesa, alrededor de la cual gira un disco de polvo. Así se ve un sistema estelar joven donde el eje de rotación de la estrella y el plano del disco protoplanetario no coinciden. Hasta hace poco, los astrónomos no sabían con qué frecuencia se daba este fenómeno en la naturaleza.

El agua es el estándar de oro de la vida. Buscamos sus huellas en Marte, en lunas heladas, en las atmósferas de planetas lejanos. Pero, ¿y si la vida no necesita agua? En un exoplaneta rocoso y cálido con una atmósfera delgada, el agua se evaporaría en cuestión de horas.

Tres cuerpos que se atraen mutuamente según la ley de gravitación universal: un problema ante el que las matemáticas se rinden desde hace tres siglos. Después de Poincaré quedó claro que no existe una solución general y que las trayectorias son caóticas. Pero dentro de ese caos hay islas de orden: las órbitas periódicas, donde el movimiento se repite.

Cada pocas horas, desde el desierto de Mojave, cerca de Madrid y cerca de Canberra, surgen hacia el cielo estrechos haces de ondas de radio. Es la NASA Deep Space Network: tres complejos de antenas que mantienen comunicación con las sondas de todo el sistema solar. En veinte años han acumulado 92,5 años de antena de transmisiones continuas.

En el corazón mismo de una nube molecular, donde la temperatura desciende hasta 10–20 kelvin y la densidad del gas alcanza un millón de partículas por centímetro cúbico, reina una sombra helada. Allí, lejos de la luz de las estrellas, el agua, el dióxido de carbono y otras moléculas se congelan sobre la superficie de los granos de polvo.

Cuatro horas y cincuenta y ocho minutos. Con ese ritmo, como un metrónomo, algo pasa frente a la enana blanca ZTF J1944+4557, haciendo que su luz se atenúe en un tercio, y a veces casi a la mitad.

En 2022, el telescopio Subaru fotografió un punto de luz a 100 unidades astronómicas de la estrella AB Aurigae. Al punto se le llamó planeta AB Aur b, pero la controversia no cesaba: ¿qué brilla exactamente, el planeta o el polvo que lo rodea?

El lado diurno del planeta WASP-121b está abrasado a 2358 kelvins, más caliente que la superficie de muchas estrellas. Aquí, bajo una luz eterna, la atmósfera no solo hierve: funde las rocas y las convierte en gas. Pero no todo el gas permanece gaseoso. Parte se condensa en nubes, y esas nubes esconden titanio, como una trampa esconde a su presa.

Un viento que sopla en contra de la rotación del planeta aviva la fragua de carbono. Así es la atmósfera del objeto PSR J2322-2650b, un compañero similar a Júpiter de un púlsar de milisegundos.

Durante 36 días, el ciclón tropical Freddy azotó el océano Índico: el más longevo registrado en la historia. Los meteorólogos lo siguieron con satélites, aviones y estaciones terrestres. Pero un detalle se les escapaba a todos los instrumentos: la densidad exacta del aire en el corazón del vórtice. Y es precisamente eso lo que determina hacia dónde girará el ciclón mañana.

La Luna guarda un secreto que durante décadas ha inquietado a los planetólogos: su composición isotópica es casi indistinguible de la terrestre. Según el modelo canónico del gran impacto, la Luna debería haber heredado la mayor parte de su material del impactador Tea, un planeta del tamaño de Marte que chocó contra la joven Tierra.

Un subneptuno joven es una olla a presión en la que el hidrógeno y la roca se cocinan en el mismo recipiente. Seis masas terrestres, tres por ciento de hidrógeno en masa, temperatura interior superior a 4000 K. Con ese calor, el silicato fundido y el hidrógeno no solo coexisten: se mezclan por completo, formando un único fluido supercrítico.

En 2023, el telescopio James Webb dirigió su mirada hacia una estrella lejana en la constelación de Virgo. A su alrededor orbita el planeta HAT-P-26 b, un Neptuno templado, un mundo con una masa de 18,6 veces la terrestre y un radio de 6,33 veces el terrestre.

La súper-Tierra ultra caliente TOI-561 b completa una órbita alrededor de su estrella en 10,7 horas. Es una bola de piedra incandescente, tan cerca de su estrella que su lado diurno debería alcanzar los 2950 K, una temperatura a la que se funden muchos minerales.

Las enanas marrones son «estrellas fallidas» que no lograron encender su horno nuclear. Más masivas que los planetas pero más ligeras que las estrellas, se asemejan a gigantescas batidoras atmosféricas: sus profundidades son calientes, las capas superiores relativamente frías, y poderosas corrientes agitan esta mezcla.

Los astrónomos no entendían por qué en el «desierto de los Neptunos calientes» —la región pegada a las estrellas— apenas hay planetas del tamaño de Neptuno. Se creía que allí estaban condenados: la cercanía a la estrella evapora la atmósfera y deja un núcleo rocoso desnudo.

Con ayuda del telescopio espacial más potente James Webb, los astrónomos se asomaron al camerino cósmico y vieron cómo cambian los anillos del asteroide Chariklo.

Muchos planetas de otras estrellas — exoplanetas — tienen órbitas alargadas. En cada acercamiento, la gravedad de la estrella los comprime y estira, como si amasara masa. La fricción calienta el interior hasta tal punto que la roca se funde, creando océanos subterráneos de magma.

El planeta WASP-121b está tan cerca de su estrella que el calor hace que su atmósfera se evapore y se escape, como las colas de un cometa. Con el telescopio James Webb, los astrónomos observaron por primera vez este proceso de forma continua.

El telescopio TESS, que normalmente busca planetas alrededor de otras estrellas, detectó 24 oscurecimientos alrededor de RZ Psc. Eran cometas: bloques de entre 1 y 7 km, cruzando el disco de la estrella. Como un reflector distante cuya luz es tapada momentáneamente por una pequeña piedra: cuanto más profunda la sombra, más grande el objeto.

La Luna puede tener su propia luna diminuta, como una matrioska, pero en el espacio. La muñeca exterior es el planeta, la del medio es la luna, y la interior es un pequeño satélite lunar, o subluna. Newton demostró que todos los cuerpos se atraen y la gravedad los mantiene unidos.

Solo al pasar frente a una estrella, Quirón reveló su secreto. Tres anillos helados rodearon el cuerpo de 200 kilómetros, un híbrido de cometa y asteroide. Antes solo se insinuaban mediante espectros de luz reflejada y variaciones de brillo.

La cola del cometa 3I/ATLAS, extendida por millones de kilómetros, está compuesta de gas enrarecido y diminutas partículas de polvo. A finales de octubre de 2025, dos sondas terrestres se sumergirán en ella: Europa Clipper y Hera. Ninguna fue diseñada para encontrarse con un cometa: Clipper viaja hacia una luna de Júpiter, Hera hacia un asteroide.

La lente de la cámara — no más grande que una moneda de cinco rublos. De las que se ponen en los teléfonos inteligentes, pero esta iba instalada en la sonda Hayabusa2 para aterrizar en un asteroide.

En el siglo XVIII, Уильям Гершель ya buscaba vida en Marte. Hoy, los astrónomos apuntan no a planetas, sino a artefactos, por ejemplo, sondas alienígenas que se esconden en el sistema solar. El problema es que detectar un objeto diminuto cerca del deslumbrante Солнцем es casi imposible.

En la infinita oscuridad del espacio interestelar, el planeta vagabundo WISE 0855 titila con un leve resplandor térmico, como una brasa que se enfría. Su temperatura está apenas una decena de grados por encima del punto de congelación del agua: si hubiera vida allí, vería un cielo sin sol, envuelto en una niebla helada perpetua.

La composición química de una muestra es como un paisaje sonoro. Un bosque vivo suena con muchas voces: trinos, crujidos, el zumbido de insectos. Un desierto estéril es solo el silbido del viento.

Después del nacimiento de la Luna, la Tierra parecía un bulto de masa ardiente: magma líquido y una densa capa de gases. La Luna actuaba como una cuchara gigante, amasando sin cesar ese bulto con su gravedad. La fricción generaba calor, retrasando el enfriamiento.

El tipo de planeta más común en nuestra Galaxia son los mundos rocosos alrededor de otras estrellas, o exoplanetas, envueltos en el gas más simple, el hidrógeno. Su interior seguía siendo un misterio hasta que los científicos recrearon las condiciones del subsuelo en el laboratorio.

La gravedad del planeta comprime y amasa rítmicamente la luna, como masa: gracias a este «amasado» constante, el interior se calienta y bajo la corteza helada pueden conservarse océanos de agua durante largos períodos. En la galaxia hay una abundancia de planetas errantes…

La Luna no es simplemente una bola de roca, sino una campana gigante. Al atravesarla, las ondas gravitacionales la hacen vibrar casi imperceptiblemente. Este temblor fue predicho por Einstein, y Weber fue el primero en intentar escucharlo con detectores terrestres.

Entre los exoplanetas, a menudo se encuentran subneptunos: mundos ligeramente más pequeños que Neptuno. Se descubren mediante el método de tránsito (por la atenuación de la estrella), cuyo pionero fue William Borucki.

La vida comenzó con moléculas parecidas a una crema solar natural —a base de carbono, que absorbían el ultravioleta suave del joven Sol y lo transformaban en calor. Esta manera de disipar energía no era solo un calentador: obligaba a las moléculas a autoorganizarse, como cocineros que amasan con ingredientes caóticos una masa estructurada.

El horario del autobús se desfasa: si no lo compruebas, pierdes el autobús. Con los planetas de otras estrellas pasa lo mismo: sus tránsitos se desplazan gradualmente. El proyecto ExoClock reunió 30 000 observaciones desde la Tierra y el espacio para precisar el horario de 620 mundos lejanos. En el 45% de los planetas, los tránsitos estaban desfasados por horas.

La caza de exolunas —la búsqueda de satélites alrededor de planetas de otras estrellas— recuerda a observar sombras en un teatro, donde el foco se apaga y se enciende. El planeta Kepler-167e, un gigante gaseoso junto a una estrella abrasadora, fue descubierto por William Borucki y su equipo.

Las enanas marrones son más pesadas que los planetas, pero más ligeras que las estrellas. Su atmósfera es como una olla hirviendo: nubes de arena candente y gotas de hierro suben y bajan.

El segundo visitante interestelar, el cometa 3I/ATLAS, brilla de manera inusual debido a los granos de metal oxidado en su núcleo helado. A medida que se acerca al Sol, se comporta como una vieja lata de conserva arrojada al fuego: el calor derrite el hielo, el agua entra en contacto con el metal y comienza una corrosión violenta.

Las rocas lunares trajeron un enigma: su edad es de 4.35 mil millones de años, pero la Luna misma debería haber aparecido 150 millones de años antes. El tiempo perdido está oculto en el calentamiento por mareas.