Música de las esferas

Los científicos ciudadanos se combinan para identificar la cadena más larga de exoplanetas sincronizados que se haya descubierto, y se describe mejor con el lenguaje de la música.

En 1619, Johannes Kepler calculó las escalas musicales "divinas" de los planetas en el sistema solar. Ahora la ciencia ciudadana ha encontrado una fuerte equivalencia musical en una cadena de exoplanetas recién descubiertos. Crédito Imge: FOTO 12 / UIG A TRAVÉS DE IMÁGENES



Con la ayuda de científicos ciudadanos, los cazadores de exoplanetas han realizado uno de sus descubrimientos más inusuales: un sistema llamado K2-138 que contiene cinco planetas que orbitan en resonancias casi perfectas tan cerca de su estrella que las cinco órbitas tienen menos de 13 días.

Las resonancias orbitales ocurren cuando las órbitas planetarias están espaciadas de forma que rodean su estrella en patrones numéricamente relacionados. En el caso de K2-138, esta resonancia es cercana a 3: 2, lo que significa que cada planeta hace tres circuitos de la estrella en el tiempo que tarda el siguiente en hacer dos. Es decir, la órbita del planeta externo es un 50% más larga que la del interior.

Tales resonancias son comunes en los sistemas planetarios descubiertos por el telescopio espacial Kepler de la NASA (que busca exoplanetas buscando depresiones en el brillo de estrellas distantes que ocurren cuando los planetas se cruzan delante de ellos, bloqueando parte de su luz). Eso es porque Kepler ha descubierto un gran número de sistemas planetarios compactos, en los que los planetas interferirían gravitatoriamente entre sí si sus órbitas no estuvieran de alguna manera sincronizadas.

Pero K2-138 es el ejemplo más dramático de esto hasta ahora, con cinco planetas, todos entre 1.6 y 3.3 veces el tamaño de la Tierra, moviéndose como un reloj en una sucesión de resonancias de 3: 2. Específicamente, sus órbitas son 2.35, 3.56, 5.40, 8.26 y 12.76 días, formando una cadena ininterrumpida de resonancias cercanas a 3: 2, la cadena más larga jamás descubierta. Además, hay indicios de un sexto planeta, que, de existir, orbitaría en unos 42 días.

Eso es particularmente interesante, dice Jessie Christiansen, astrónoma del Instituto de Tecnología de California, Pasadena, Estados Unidos, quien presentó sus hallazgos la semana pasada en una reunión de la Sociedad Astronómica Americana en National Harbor, Maryland, porque 42 días cae en la misma cadena de resonancia.

Eso plantea la posibilidad de que haya planetas aún no observados en los huecos entre 12.76 días y 42. "Si continúas la cadena, serían 19, 27 y 42", dice ella. "Así que podría ser que la cadena más larga podría ser aún más larga".

Es un descubrimiento emocionante, dice Steve Bryson, un astrónomo cazador de exoplanetas en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Mountain View en California, que no era miembro del equipo de Christiansen. "Nos da una comprensión más profunda de cómo se forman los sistemas planetarios".

Christiansen está de acuerdo. El hecho de que los planetas terminaron en una disposición tan suave, dice ella, sugiere que migraron hacia adentro a sus posiciones actuales con mucha tranquilidad, en lugar de a través de interacciones gravitacionales caóticas. "No tuvieron peleas", dice ella.

También es intrigante porque el intervalo de 3: 2 entre las órbitas de estos planetas es lo que los músicos llaman un quinto perfecto. "Puedes encontrarlos en todas partes en la música", dice Christiansen, citando las dos primeras notas de Twinkle, Twinkle, Little Star como ejemplo.

Y lo que es más interesante, las órbitas no son quintas perfectas, pero están un poco lejos, dice ella. Es decir, en lugar de tener resonancias orbitales exactamente en una proporción de 3: 2 (o de 1.5 a 1), son 1.513, 1.518, 1.528 y 1.544. Eso es intrigante, dice ella, porque los músicos realmente sintonizan sus instrumentos para estar ligeramente separados de los intervalos de quinto perfecto para evitar el irritante fenómeno de "latido" que ocurre cuando la afinación es demasiado perfecta.

Posiblemente, dice ella, los planetas de K2-138 pueden haber estado en órbitas ligeramente separadas de las perfectas para evitar ser desestabilizados por un fenómeno similar debido a una sincronización demasiado perfecta.

Pero aún más emocionante que la ciencia, dice Bryson, es la forma en que se hizo el hallazgo. Vino a través de un proyecto llamado Exoplanet Explorers llevado a cabo en un sitio web llamado zooniverse.org.

El objetivo de ese proyecto, dice Christiansen, es reclutar voluntarios para examinar cualquier dato en el que la computadora encuentre una falla que podría ser un planeta.

"Están investigando", dice ella. "Mirando y diciendo: 'Esto es basura; esto es real.'"

"Es realmente difícil decirle a la computadora que encuentre todo lo que parezca un blip, pero no ese 'blip' o 'ese' tipo de blip o 'ese' blip. Así que le pedimos a la computadora que encuentre todos los avisos y lo revisaremos ".

Pero con miles de estrellas involucradas y el deseo de que al menos 10 personas vean todo lo que podría ser interesante, eso implica una enorme cantidad de poder de la persona.

"Acabamos de subir 55,000 nuevas señales planetarias potenciales", dice Christiansen. "Nunca podríamos superar todas las señales que tenemos sin nuestros voluntarios".

Meg Schwamb, astrónoma del Observatorio Gemini en Hilo, Hawaii, está de acuerdo.

"En nuestra era de Internet, la ciencia ciudadana en línea está permitiendo a los científicos obtener la ayuda del público general de todo el mundo para realizar tareas de clasificación y análisis de datos que son imposibles de automatizar, o que serían insuperables para una sola persona o un pequeño grupo. ," ella dice.

"Con tantos ojos mirando los datos, estos proyectos pueden encontrar gemas ocultas que pueden haberse perdido en los grandes conjuntos de datos de hoy".

"Una de las cosas que amo de la astronomía", agrega Bryson, "es que es la única ciencia en la que todos pueden identificarse. Todos saben lo que es mirar a las estrellas ".


El estudio de Christiansen está en la edición en línea de The Astronomical Journal.

RICHARD A. LOVETT es un escritor de ciencia y autor de ciencia ficción con sede en Portland, Oregon. Él es un colaborador frecuente de COSMOS.

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