¿Pueden existir planetas habitables en los cúmulos globulares?

por Daniel Marín

En la deliciosa novela de Mundos en el abismo la humanidad habita el cúmulo globular de Akasa Puspa. Para los habitantes de este abigarrado conjunto de astros el viaje interestelar es posible incluso con una tecnología similar a la de nuestra civilización actual gracias a la escasa distancia media a la que se encuentran sus estrellas (y también gracias a otras ayudas que no vienen al caso). Akasa Puspa no es más que una creación de la mente humana, pero, ¿es posible la existencia de planetas potencialmente habitables en cúmulos globulares?

El cúmulo globular Omega Centauri (ESO).

Los cúmulos globulares son agrupaciones densas de estrellas muy antiguas con una forma esférica, de ahí su nombre. Han sido testigos de los procesos de formación de nuestra Galaxia, pero también constituyen el escenario ideal para buscar exoplanetas (hay muchísimas estrellas en el mismo campo de visión). Tras los primeros descubrimientos de planetas extrasolares por el método del tránsito los astrónomos pronto corrieron a buscarlos en cúmulos globulares. En 2000 el telescopio espacial Hubble estudió el cúmulo globular 47 Tucanae, el segundo más grande visto desde la Tierra. Los astrónomos observaron 34.000 estrellas del cúmulo con el Hubble con la esperanza de encontrar unos veinte exoplanetas. ¿El resultado? No descubrieron ni uno.

Claramente algo estaba pasando en los cúmulos globulares con los planetas. El método del tránsito, al igual que el de la velocidad radial, favorece la detección de planetas grandes cercanos a sus estrellas. Pero las estrellas de los cúmulos globulares son muy antiguas y de baja metalicidad, es decir, poseen pocos elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. Por lo tanto algunos investigadores concluyeron que la formación de planetas gigantes alrededor de estas estrellas se vería seriamente mermada. Sin embargo, todavía había esperanza para los pequeños planetas rocosos de tipo terrestre (hoy en día la relación entre metalicidad y presencia de planetas gigantes no está tan clara y, de hecho, según los análisis de los resultados de Kepler podría no existir una dependencia directa, salvo en los casos más extremos).

La mayor parte de estrellas de los cúmulos globulares son más antiguas y pequeñas que el Sol. Eso significa que su zona habitable —o, mejor dicho, «zona de aguabilidad»— está más próxima a las estrellas que la zona habitable del sistema solar. Pero, ¿cómo de cerca? Los investigadores Stephen Kane y Sarah Deveny han utilizado, una vez más, las observaciones del telescopio Hubble, pero ahora del cúmulo globular Omega Centauri (ω Cen). Omega Centauri, que podría ser el núcleo de una galaxia enana canibalizada por la Vía Láctea, tiene unos diez millones de estrellas y es el más grande de los que orbitan la Galaxia, con un diámetro de 150 años luz. Como es habitual en los cúmulos globulares, la distancia media de las estrellas en el exterior del cúmulo es de un año luz aproximadamente, una cifra nada impresionante, pero en el centro las estrellas se apilan hasta alcanzar separaciones del orden de unas pocas decenas de unidades astronómicas (más o menos el tamaño del sistema solar).

El problema es que, efectivamente, esa es la distancia media, pero las estrellas dentro de un cúmulo globular no están quietas, sino que se mueven continuamente alrededor del centro de masas y, en ocasiones, se acercan mucho más. La cuestión es entonces saber a qué distancia se pueden acercar y con que frecuencia. Kane y Deveny concluyen que, en base a la abundancia de los distintos tipos de estrellas en Omega Centauri, la distancia media de las estrellas al centro de la zona habitable es de unas 0,5 Unidades Astronómicas (75 millones de kilómetros). Esto son buenas noticias, porque significa que cuanto más cerca esté la zona habitable a las estrellas, menos probable será que los planetas sean perturbados por los encuentros cercanos con otras estrellas.

Distribución de la distancia de las zonas habitables de Omega Centauri suponiendo la estimación optimista de la zona habitable (izquierda) y la tradicional (más pequeña). La fila superior es para el borde interno de la zona y la inferior para el externo (Kane et al.).

Frecuencia de encuentros entre estrellas en Omega Centauri en función de su separación durante los mismos (Kane et al.).

¿Descorchamos el champán? Pues no, porque lamentablemente Kabe y Deveny también han calculado que en el centro del cúmulo las estrellas se aproximan entre sí a una distancia de 0,5 UA cada millón de años aproximadamente. O sea, los hipotéticos planetas habitables alrededor de la mayor parte de estrellas de Omega Centauri solo tendrían una vida media de un millón de años antes de ser expulsados por encuentros con otras estrellas. Este resultado también implica que los cúmulos globulares deben tener una enorme población de planetas errantes completamente yermos vagando entre las estrellas. Para estrellas más pequeñas, como son las enanas rojas, la zona habitable estará todavía más próxima (por ejemplo, en el caso de TRAPPIST-1 es del orden de 0,01 UA, o sea 1,5 millones de kilómetros), pero incluso en estos casos el sistema sufrirá un encuentro catastrófico a esa distancia una vez cada mil millones de años. Mil millones de años es mucho tiempo, pero recordemos que los cúmulos globulares son muy antiguos. Eso significa que hasta los planetas situados en las zonas habitables de enanas rojas más pequeñas habrán sufrido unos cuantos encuentros catastróficos a lo largo de su historia. Por supuesto, estamos hablando de estadística, así que en teoría podrían existir algunos planetas habitables en Omega Centauri que hayan sobrevivido, pero su número debe ser muy pequeño.

En definitiva, parece que podemos despedirnos de Akasa Puspa. Los cúmulos globulares son estructuras hermosas, pero repletas de cadáveres planetarios a la deriva.

Fuente:  danielmarin.naukas.com