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Planetas extremos alrededor de estrellas oblongas

19/12/2016 - Blog - Jordi Aloy i Domènech

Quizás algún día descubramos un auténtico Altair IV, y este nos sorprenda por su insólito clima...

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Planeta prohibido (Forbidden Planet, EE. UU, 1956) es una película clásica de ciencia ficción que marcó un antes y un después en la historia del género, tanto por sus efectos como por el tratamiento de la historia, que pueden considerarse muy avanzados a su tiempo.

La trama de esta película consiste en una adaptación futurista de La tempestad, de William Shakespeare. En el film, ambientado en el siglo xxiii, una nave de los Planetas Unidos se dirige al planeta Altair IV, situado a 17 años luz de la Tierra, para saber qué le pasó a una expedición enviada veinte años antes. Como ya debéis saber, la estrella Altair, alfa de la constelación del Águila, existe realmente. Se trata de una estrella joven, de casi dos veces la masa solar, mucho más luminosa que nuestro Sol, blanca (de espectro A7) y situada relativamente cerca de nosotros (a 17 años luz, como ya hemos mencionado). A día de hoy no sabemos si la estrella posee planetas a su alrededor, como el ficticio Altair IV, pero, de tenerlos, y en caso de que sus características orbitales fuesen unas determinadas, estaríamos ante mundos con unas condiciones climáticas sumamente peculiares. ¡Veamos por qué!

Empecemos por la propia Altair

Como ocurre con la gran mayoría de las estrellas de gran masa y alta temperatura superficial, Altair gira sobre sí misma a gran velocidad. Es lo que en astrofísica se denomina un rotador rápido. Altair no es uno de los casos más exagerados que conocemos, pero aun así, su periodo de rotación es de tan solo unas 9 horas, casi un suspiro si lo comparamos con el periodo de rotación del Sol, que varía de 25 a 34 días según la latitud. Debido a su elevada velocidad angular, Altair no es esférica, sino oblonga, con un diámetro ecuatorial mucho mayor que el polar. ¡Contrariamente a lo que podríamos pensar, no todas las estrellas son esféricas como nuestro Sol!

Como Altair está situada relativamente cerca y su tamaño es respetable, en el año 2006, un equipo liderado por John D. Monnier, utilizó el interferómetro óptico CHARA (Center for High Angular Resolution Astronomy), situado en el observatorio del monte Wilson, para intentar la proeza de resolver el disco de la estrella y comprobar si era realmente elipsoidal, tal y como postulaban los modelos teóricos. El interferómetro óptico CHARA consiste en una red de seis telescopios de 1 metro de abertura que trabajan coordinadamente para obtener imágenes con una resolución muy superior a la que proporcionaría cada uno de los telescopios constituyentes por separado. Así, las imágenes resultantes son como las que obtendría un único telescopio virtual gigante. La empresa se vio coronada por el éxito, y la imagen obtenida es la que podéis ver a continuación:



Imagen real del disco de la estrella Altair (der.), comparada con el modelo teórico (izq.). Las regiones más claras corresponden a zonas más calientes

Como podéis comprobar, Altair es, efectivamente, elipsoidal, con un diámetro ecuatorial un 25 % mayor que el diámetro polar, y el eje de rotación inclinado 60° con respecto a nuestra visual. La imagen también nos permite discernir lo que se denomina el oscurecimiento gravitatorio. Dicho fenómeno consiste en que el gas situado en las regiones ecuatoriales es mucho más frío, porque está más alejado del núcleo de la estrella, que el que se halla en las regiones polares. Así, la temperatura superficial de la estrella en los polos (8500 K) es más alta que en el ecuador (6900 K), lo que se traduce en que la estrella es mucho más brillante en las regiones polares que en las ecuatoriales.

Simulando mundos extremos

Imaginemos ahora que existiera un mundo de características terrestres, como el planeta Altair IV de Planeta prohibido, orbitando alrededor de Altair.

Si el plano orbital del planeta coincidiera aproximadamente con el plano ecuatorial de la estrella, como ocurre con los planetas de nuestro sistema solar, las estaciones climáticas del planeta estarían controladas, en primera instancia, por la inclinación del eje de rotación, como en el caso de la Tierra; y, en segundo lugar, por el grado de excentricidad de la órbita. Pero si la órbita estuviera más inclinada, entonces las cosas serían distintas, tal y como muestra un modelo recientemente elaborado por John Ahlers y su equipo en la Universidad de Idaho. Con una inclinación orbital destacable, a lo largo de su año, el planeta recibiría alternativamente radiación proveniente de las regiones ecuatoriales, más frías, y de las regiones polares, mucho más calientes. De este modo, cuando el planeta pasara por el plano ecuatorial de Altair, recibiría menos radiación que cuando estuviese directamente expuesto a las regiones polares de la estrella. Es decir, a cada revolución, el planeta experimentaría dos veranos y dos inviernos; y un observador situado en su superficie vería cambiar la forma, el diámetro aparente, el color y la luminosidad de la estrella en el cielo. Por su parte, las diferencias de temperatura podrían llegar a ser de hasta un 15 % entre el verano y el invierno, con lo cual el planeta podría pasar periódicamente de tener un clima tórrido a sumirse en una profunda glaciación. ¿Podría la vida desarrollarse en unas condiciones climáticas tan extremas? ¡Quién sabe!

Evidentemente, el clima de un planeta así se vería también influenciado por otros factores, como, por ejemplo, la composición y densidad de la atmósfera o la presencia o no de agua en la superficie, por lo que las condiciones ambientales podrían ser en realidad muy complejas. Ni tan solo sabemos si pueden existir planetas en órbita de estrellas como Altair, pero si algo hemos aprendido a lo largo de nuestra exploración del universo, es que este es capaz de albergar los mundos más extraños que seamos capaces de imaginar.

 

Sobre el autor

Físico y astrónomo con amplia experiencia en el mundo de la astronomía amateur. Miembro del Área de Ciencia, Investigación y Medio Ambiente de la Fundación "LaCaixa" y autor de numerosas publicaciones.

 

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