Viajan solos por la galaxia y sin orbitar sobre una estrella: estos son los errantes olvidados

En entregas anteriores hemos explicado cómo se forman los planetas a partir de un disco de acreción estelar e incluso cómo los encontramos, a partir de monitorear los objetos Herbig-Haro en la densa nube de polvo y gas, incluso antes de que "nazcan".

También hemos explicado el proceso de formación en el disco, desde que van acumulando más y más masa, desde ser algo conocido como planetesimal hasta ser un planeta hecho y derecho, ya sea de tipo terrestre o gaseosos, cada uno en su órbita o incluso hasta compartiéndola.

En el proceso, todo el sistema se forma al mismo tiempo, es decir, la estrella central, los planetas, los asteroides, los cometas, los satélites, básicamente todo; como una gran familia, proveniente del gran reciclaje estelar, que va viajando junta alrededor de la galaxia.

Hasta hace unos días la NASA confirmo que se han encontrado más de 6000 planetas alrededor de otras estrellas, de todos colores y sabores. Gracias a las técnicas y nuevos telescopios y al analisis de la luz de sus estrellas madre, es que ha sido posible tal hito en la historia de la astronomía.

Sin embargo, eventos dramáticos pueden romper el vínculo gravitacional y enviarlos a volar por la galaxia. Detectarlos es un gran reto pues no emiten luz propia ni transitan frente a estrellas y, encontrarlos es cuestión de suerte, ya sea por la radiación térmica residual de su formación o por interacciones con el gas interestelar.

El violento origen de la libertad

La eyección dinámica es el principal mecanismo que crea estos fugitivos, sobre todo en cúmulos estelares jóvenes. Durante encuentros cercanos entre estrellas, las fuerzas gravitacionales se vuelven tan intensas que un planeta se acelera hasta alcanzar la velocidad de escape de su propio sistema.

Este proceso suele ocurrir en sistemas donde varias estrellas interactúan simultáneamente. Cuando dos sistemas planetarios se encuentran, la danza gravitatoria resultante puede ser tan inestable que uno de los planetas termina siendo arrojado violentamente hacia el espacio exterior.

Las simulaciones numéricas muestran que las colisiones en el pericentro de estas órbitas son cruciales, ya que en estos puntos de máximo acercamiento, el intercambio de energía es tan eficiente que el planeta adquiere el impulso suficiente para abandonar su hogar estelar.

Se estima que aproximadamente el 3 % de los sistemas planetarios en cúmulos abiertos terminan destruidos. Este fenómeno ocurre independientemente de la evolución estelar, demostrando que el simple caos del movimiento estelar basta para generar estos errantes olvidados.

Velocidades extremas en la oscuridad

Otro escenario posible para la expulsión de planetas es la explosión de una supernova. Si la estrella anfitriona estalla, la pérdida masiva de masa debilita instantáneamente el agarre gravitacional, permitiendo que el planeta escape a velocidades sorprendentemente altas.

Se ha observado una relación interesante entre la masa del planeta y su velocidad y curiosamente, los planetas más masivos tienden a alcanzar velocidades de eyección mayores en ciertos encuentros, aunque los fugitivos más veloces suelen ser gigantes gaseosos de menor masa.

Las velocidades registradas en los modelos pueden llegar hasta los 120 kilómetros por segundo. Estos "súper-rápidos" son raros, pero demuestran el poder de las interacciones de cuerpos múltiples en el corazón denso de los cúmulos estelares en plena formación.

Y aunque el mecanismo de supernova es teóricamente válido, es menos común para estrellas tipo solar. Por ello, la eyección dinámica se perfila como la explicación más probable para la mayoría de los planetas solitarios que vagan por nuestro vecindario galáctico.

¿Vida en la soledad absoluta?

Hace algunos ayeres, el telescopio Hubble capturó imágenes de TMR-1C, un candidato a planeta expulsado en la nube de Tauro, un gigante gaseoso que parece haber sido lanzado lejos de su sistema binario original, dejándonos en el proceso pistas sobre cómo nacen estos viajeros cósmicos.

A pesar de su fascinante naturaleza, la densidad de estos mundos, por lo menos en la Vía Láctea es baja. Los cálculos sugieren que la probabilidad de encontrar un planeta errante cerca de nuestro Sol es mínima, lo que hace que cada descubrimiento sea clave para entender la dinámica de los cúmulos estelares.

También se han estudiado los satélites que terminan lanzados al vacío, convirtiéndose en pequeños viajeros independientes, si es que no quedan como cuerpos sin planeta alrededor de su estrella, o que vuelven a ser atrapados por su planeta original, por un breve período

Si un planeta errante conservara sus lunas durante la eyección, estas podrían experimentar fuerzas de marea en un proceso mecánico que generaría calor, permitiendo quizás la existencia de agua líquida y por ende, vida, aunque esto sigue siendo una hipótesis especulativa.

Referencias de la nota:

Runaway planets. 1999. C. de la Fuente Marcos, R. de la Fuente Marcos.

Formation of irregular and runaway moons/exomoons through moon-moon scattering. 2014. Perets, Hagai B. ; Payne, Matthew J.