¿Cómo encuentran los astrónomos planetas en otros sistemas solares?

Hace casi 100 años que Clyde W. Tombaugh descubrió Plutón. Fue el último planeta descubierto hasta 1992, año en el que encontramos otro. Pero este nuevo planeta no estaba en nuestro sistema solar, sino orbitando alrededor de otra estrella. Lo llamamos planeta extrasolar, o «exoplaneta» para abreviar.

Desde entonces, los astrónomos han catalogado más de 6,000 exoplanetas. Si pensabas que era difícil recordar los nombres de nuestros propios planetas, prueba recordar todos los planetas, con nombres como HD 189733b (un lugar donde llueve vidrio fundido y el viento sopla a 9,000 kilómetros por hora).

Incluso los exoplanetas más cercanos están a más de 4 años luz de distancia, lo que hace dudar que lleguemos a visitar alguno, así que ¿para qué molestarse? La razón es que nos ayuda a responder a una vieja pregunta: ¿Estamos solos en el universo? Por lo que sabemos, se necesita un planeta para que haya vida, y la carrera por encontrar uno con cualidades similares a las de la Tierra está en plena marcha.

¿Por qué los exoplanetas son difíciles de encontrar?

El problema es que no puedes tomar tu mejor telescopio y empezar a mirar por el cielo. Los telescopios tienen un poder de resolución limitado: el tamaño angular más pequeño que pueden «ver». En el caso del telescopio espacial Hubble (HST), es de 0.05 segundos de arco, es decir, un tamaño increíblemente pequeño: aproximadamente 1/72,000 de grado. El HST pudo distinguir un planeta gigante del tamaño de Júpiter a una distancia de 590,000 millones de kilómetros. Es asombroso, pero solo está a 0.06 años-luz, y la estrella más cercana, Próxima Centauri, está a 4.25 años-luz.

Otro problema es la oscuridad de los planetas. Por supuesto, Júpiter es fácil de ver en nuestro cielo nocturno, debido a la luz solar que se refleja en su superficie. Pero durante el día no se puede ver en absoluto, porque la luz reflejada es mucho más tenue que la luz solar directa. Lo mismo ocurre con los exoplanetas. Cuando miramos la luz de una estrella, los planetas que la rodean no brillan lo suficiente como para ser visibles.

Por suerte, hay otros métodos, y voy a explicar los dos que se utilizaron para encontrar la mayoría de los exoplanetas que conocemos hoy en día. Hay un montón de física interesante aquí.

Órbitas, estrellas tambaleantes y desplazamientos al azul

¿Qué ocurre cuando un planeta se mueve alrededor de una estrella? En primer lugar, hay una interacción gravitatoria que atrae al planeta en la dirección de la estrella. La magnitud de esta fuerza (F_G) depende de la masa de la estrella (M) y del planeta (m), así como de la distancia (r) entre ellos: