Todavía no he encontrado a un solo físico que no creyera en la belleza de la teoría general de la relatividad, descripción de Einstein de la gravedad como la curvatura del espacio-tiempo. Después de todo se ve reforzada su teoría por múltiples avances, en especial en la astrofísica. De modo que cuando un fenómeno cósmico confunde a los científicos, resulta lógico que busquen las respuestas en la relatividad general.
Uno de los misterios, que se describe en un trabajo reciente en The Astrophysical Journal Letters, tiene que ver con los exoplanetas circumbinarios – o su escasez – en los más de 6.000 exoplanetas que se han confirmado hasta ahora. Al igual que el planeta Tatooine de la Star Wars original, los exoplanetas circumbinarios orbitan en torno a parejas de estrellas y no, en torno a una sola.
Según el nuevo trabajo de investigación la escasez de esta clase de planetas que orbitan en torno a binarias muy próximas, podría en parte explicarse con los efectos de la relatividad general en las interacciones de tres cuerpos entre las dos estrellas y el planeta. El complejo perfil gravitacional eventualmente causa la muerte o expulsión del planeta, según este nuevo trabajo.
Buscando los dobles atardeceres
Dicho esto, los astrónomos suponen que las estrellas binarias no tendrían que ser radicalmente peores que las estrellas solitarias cuando se trata de formar grandes exoplanetas, ya que aproximadamente el 105 de las estrellas solitarias que se conocen los albergan. Pero la historia cambia cuando se trata de que esos planetas permanezcan, porque los que se van formando no permanecen estables en el largo plazo. El nuevo trabajo de investigación se propuso explicar por qué, y qué fuerzas podrían estar eliminando o desestabilizando a esos planetas a lo largo del tiempo.
El Kepler detectó unos 3.000 sistemas de estrellas binarias, pero de esos 3.000 los astrónomos solo pudieron hallar 47 candidatos a planetas circumbinarios mediante el método de tránsito, y de ellos solo 14 se pudieron confirmar.
“Hay escasez de planetas circumbinarios en general, y un desierto absoluto en torno a las binarias con periodos orbitales de siete días o menos”, declaró para la Universidad de California, Berkley, el investigador de postdoctorado y autor principal del trabajo Mohammad Farhat.
Volar demasiado cerca de las estrellas
Con su colaborador Jihad Touma, físico de la Universidad Estadounidense de Beirut en el Líbano, Farhat acudió a la confiable relatividad general. El nuevo trabajo buscaba discernir si la aparente escasez de exoplanetas en torno a los sistemas binarios era producto de defectos tecnológicos o de otra cosa, como el impacto de potentes efectos orbitales que con el tiempo eliminaban a los objetos planetarios.
Para su trabajo los investigadores llevaron a cabo un análisis matemático con el fin de evaluar las consecuencias de las fuerzas relativas en torno a los sistemas binarios. Como era de esperar, la relatividad general ofreció algunas respuestas que los intrigaron. Específicamente, estudiaban cómo podría afectar la relatividad general a las órbitas de los sistemas binarios de proximidad para que gradualmente cambiara su orientación y el entorno gravitacional en el largo plazo.
En los sistemas binarios las estrellas van acercándose a lo largo de decenas de millones de años y sus parámetros orbitales cambian y se encogen con el tiempo. Cuando un planeta, o siquiera un planetesimal incipiente entra en juego, su órbita se va elongando hasta formar un delgado óvalo que hace que las distancias mínimas y máximas con respecto a la estrella sean más y más extremas.
“En ese proceso, encuentra la zona de inestabilidad en torno a las binarias en la que los efectos de los tres cuerpos participan y gravitacionalmente barren la zona”, explicó Touma.
Eso podría significar una de dos cosas: o el planeta vuela demasiado cerca de las estrellas, que acaban destrozándolo, o vuela alejándose demasiado y sale del sistema, dijo Farhat: “En ambos casos, el planeta ya no está allí”.
¿No está? ¿O no estuvo nunca?
Pero también, podría darse el caso de que nuestros métodos de detección de exoplanetas no basten. Suponiendo que existen exoplanetas no descubiertos todavía, como Tatooine, el análisis más reciente brinda una explicación de por qué cuesta tanto encontrarlos: se trata de tener suerte.
Farhat y Touma ahora se preguntan si esa explicación también podría brindar datos sobre cómo influyen los efectos de la relatividad en otros fenómenos cósmicos extremos para los que no hay todavía explicación. Por ejemplo, tal vez el mismo principio podría explicar la conducta de las estrellas en los agujeros negros supermasivos binarios o los púlsares.
