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  • 16/05/2017

Astrofísica

La música de las esferas en torno a TRAPPIST-1

El sistema planetario de la estrella TRAPPIST-1 es uno de los objetos celestes más investigados en estos momentos. Pero, tal y como está organizado, parece que ni siquiera debería existir. ¿Qué lo mantiene estable? En cierta forma es una cuestión musical, y en esta noticia se puede oír la música del sistema de TRAPPIST-1.

The Astrophysical Journal Letters

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Una representación imaginaria de dos de los siete planetas parecidos a la Tierra que orbitan alrededor de TRAPPIST-1 Según las simulaciones por ordenador deberían haber colisionado unos con otros en poco tiempo. ¿Por qué no ha sido así? Quizá porque no nacieron donde ahora se encuentran [NASA/JPL-Caltech].

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En febrero de 2017, el descubrimiento de lo que había en los alrededores inmediatos de la estrella TRAPPIST-1, que ya había empezado a desvelarse en 2016, generó verdadera excitación entre los astrónomos: en órbita alrededor de ese astro había siete planetas del tamaño de la Tierra y algunos, al menos, podían tener agua en estado líquido. Desde ese momento, el sistema ha estado sometido a observación intensísima. Pero, para empezar, se tiene el misterio de que no debería ser estable: las simulaciones por ordenador basadas en los datos conocidos indican que esos planetas deberían haber chocado unos con otros en menos de un millón de años. Giran alrededor de la estrella describiendo órbitas muy ceñidas a esta y juntas entre sí, que la gravitación mutua debería haber hecho decaer: en las simulaciones por ordenador, la gran mayoría de las órbitas compatibles con los datos conocidos, habida cuenta del margen de incertidumbre observacional con que se los ha obtenido, terminan en ese breve período de tiempo catastróficamente. Sin embargo, lo natural es suponer que los planetas existen desde hace miles de millones de años y que, por, lo tanto, podrían seguir siendo estables durante mucho tiempo. Daniel Tamayo, de la Universidad de Toronto, y su equipo han presentado en The Astrophysical Journal Letters un artículo donde explican cómo podría resolverse la contradicción.

TRAPPIST-1 no es una estrella como nuestro Sol, sino una enana fría, mucho menos grande y caliente. Los siete planetas que se le conocen orbitan a su alrededor a una distancia máxima de 9,7 millones de kilómetros (como comparación: la Tierra gira alrededor del Sol a una distancia de unos 150 millones de kilómetros). Pero la característica más singular de esas órbitas es otra: están en resonancia casi perfecta entre sí. Es decir, las razones entre los períodos orbitales de los planetas contiguos son razones entre números enteros: en el tiempo en que el planeta más interior traza ocho órbitas, el segundo da cinco, el tercero, tres, y el cuarto, dos; los otros tres se encuentran igualmente en resonancia entre sí. Tamayo y sus colaboradores llaman a eso una cadena de resonancias orbitales.

También en nuestro sistema solar hay resonancias donde podría haber habido colisiones, en concreto entre Neptuno y Plutón, cuyas trayectorias alrededor del Sol se cruzan. Mientras Neptuno gira tres veces alrededor del Sol, Plutón lo hace dos veces. Pero lo extraordinario del sistema de TRAPPIST-1 es que haya toda esa cadena de períodos orbitales relacionados como números enteros.

La razón de que el sistema de TRAPPIST-1, según el nuevo artículo, sea estable se encuentra seguramente en cómo se originó. Tamayo y sus colaboradores han efectuado simulaciones de ordenador suponiendo que los planetas nacieron mucho más lejos de la estrella. Con esa condición es como se obtienen finalmente órbitas resonantes y estables durante mucho más tiempo. Cuando se desarrollaban los planetas en el disco planetario de polvo alrededor de la enana fría, los restos de este los empujarían hacia dentro. Y a estos impulsos se debió finalmente que entrasen en resonancia y las órbitas se estabilizasen. Las simulaciones por ordenador de esa índole gastan mucho tiempo de computación; el equipo espera que simulaciones más amplias y que incluyan los efectos de las mareas en las órbitas extiendan la estabilidad de estas hasta los miles de millones de años de existencia de su sistema solar.

Tamayo, con la colaboración de sus colegas Andrew Santaguda y Matt Russo, han convertido las resonancias en notas musicales. Las notas musicales guardan entre sí relaciones de frecuencia iguales (o cercanas, en la escala temperada) a razones de números enteros, como las frecuencias de giro de los planetas de TRAPPIST-1. Cada vez que en un modelo de los movimientos en el sistema de TRAPPIST-1 uno de los planetas pasa ante la estrella, se emite un sonido con una relación de frecuencia con el sonido asociado al planeta vecino equivalente a la razón de períodos de esos dos cuerpos celestes. Y cuando un planeta sobrepasa a otro suena un golpe de tambor. Se produce así una especie de sinfonía cósmica, ejecutada más silenciosamente a 40 años luz de distancia.

Más información enThe Astrophysical Journal Letters.

Fuente: spektrum.de/Daniel Lingenhohl

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