“Actualmente, nadie duda de la universalidad de los sistemas planetarios alrededor de otras estrellas”. (José Maza, Astronomía contemporánea 179)
Los planetas son, sin duda, inmensas masas de materia cuasi esféricas orbitando una estrella. Pero también son algo más. Porque de todos los astros del universo, son el lugar eminente para el desarrollo de complejidad, propiedades emergentes y fenómenos completamente nuevos. La Tierra y el origen de lo vivo es una primera comprobación, pero ¿cuántos lugares similares podemos esperar en el universo?
“En promedio, se estima que hay al menos un planeta por cada estrella en la galaxia. Eso significa que habría del orden de miles de millones de planetas solo en nuestra galaxia, muchos en el rango de tamaño de la Tierra”. (NASA, “Strange New Worlds”)
Y la cifra crece exponencialmente si consideramos todas las galaxias del universo observable: 10.000.000.000.000.000.000.000 (10²²) planetas.
Esta inmensa cantidad –junto con las condiciones generales que definen a todo planeta– permite pensar el cosmos como un auténtico semillero de complejidad. Y aunque no toda semilla germina, bastaría que un pequeño porcentaje lo hiciera para considerar un universo poblado de posibilidades y fenómenos nuevos por descubrir.
1. Definición y condiciones generales de un planeta (UAI)
Primero, recordar que por “complejidad” se entienden aquellos sistemas compuestos por partes cuyas relaciones originan la emergencia de propiedades completamente nuevas:
“Cada uno de estos sistemas complejos exhibe una propiedad distintiva llamada «emergencia», descrita de manera general con la frase: ‘la acción del todo es más que la suma de las acciones de las partes.’” (Holland, Complexity 2)
Pueden tratarse de fenómenos físicos novedosos (como un campo magnético planetario), o algo muchísimo más complejo, grandes saltos cualitativos, como la emergencia de lo vivo a partir de la materia inerte en nuestro planeta.
En el caso de los planetas, el punto es prestar atención a las condiciones que favorecen el origen y desarrollo de complejidad. Estos cuantiosos astros, como se verá, son lugares privilegiados por su masividad, riqueza material, disposición de energía, diversidad de ambientes y relativa estabilidad.
¿Qué define a un planeta? (UAI)
La Unión Astronómica Internacional (UAI) los ha definido a partir de 3 rasgos claves. Cada uno de estos favorece enormemente las condiciones generales para el desarrollo de complejidad:
“Un planeta (…) es un cuerpo celeste en órbita alrededor de una estrella o el remanente de una estrella, que es lo suficientemente grande como para tener una forma casi esférica debido a su propia gravedad, pero no tanto como para que ocurran reacciones de fusión termonuclear en su núcleo. Además, debe ser lo bastante masivo para que su gravedad logre despejar otros objetos que pasen cerca de su órbita alrededor de la estrella.” (Glosario UAI, “planet”)
Entonces, un planeta:
-
- orbita una estrella o remanente de ésta (algunos sugieren añadir “o más de una estrella” (cf. Jean-Luc Margot et al);
- posee gran masa, provocando su forma cuasi esférica, pero no tanta como para convertirse en estrella;
- logra despejar y dominar su órbita de otros objetos.
2. Condiciones propicias para la complejidad
1. Orbitar una estrella: energía y estabilidad
Orbitar una estrella garantiza el acceso a energía. Esto es fundamental: todo intento por crear, conservar o aumentar el orden de una estructura necesita introducir energía a su sistema. Si no lo hace, el principio de entropía -segunda ley de la termodinámica- conducirá inevitablemente a su desorden y desintegración (ver Schrödinger).
La biósfera terrestre, por ejemplo, es impensable sin el acceso a la energía del Sol. Captada inicialmente por los organismos fotosintéticos, la distribuye a los demás seres vivos por cadenas tróficas, posibilitando la capacidad de trabajo requerido para sostener y reproducir sus sistemas.
Además, las órbitas planetarias no son todas idénticas. Esta variedad permite probar distintos grados de energía, ofreciendo diversidad para ensayar distintos procesos. Así, por ejemplo, siguiendo lo requerido para la vida tal como la conocemos hasta ahora, se ha designado como “zona habitable” a toda órbita que no está ni demasiado cerca, ni demasiado lejos de su estrella, para permitir que el agua se encuentre en estado líquido.
Orbitar una estrella también garantiza una considerable estabilidad en el espacio. El planeta no vaga a cualquier lugar, con cualquier destino incierto, sino que lo hace de manera ordenada y regular en sus ciclos orbitales. En algunos casos, además, estos pueden ofrecer variaciones cíclicas propias (como ocurre cuando hay estaciones), pero siempre dentro de una relativa estabilidad previsible. Esto favorece la evolución de estructuras complejas capaces de adaptarse y perdurar en dichas condiciones, sin tener que experimentar cambios drásticos constantes. Esta estabilidad quedará reforzada por la tercera propiedad (despeje de órbita).
2. Masa: abundancia de riqueza material y diferenciación de capas
La cuantiosa masa de los planetas ofrece ricos ladrillos para construir complejidad, pero sin exceder su cantidad como para llevarlos a formar una estrella y destruir sus estructuras complejas.
Si bien es cierto las estrellas poseen casi toda la masa de sus sistemas (el Sol posee el 99.8%), los planetas ocupan la gran mayoría del resto versus la suma de todos los otros objetos celestes (satélites naturales, asteroides, cometas). Las estrellas, además, formadas por incesantes reacciones termonucleares, destruyen todo intento de que se forme materia en una forma más compleja. Los planetas están -por definición- por debajo de ese umbral (13 veces la masa de Júpiter), poseyendo así gran disponibilidad de materia, pero por debajo de un exceso de energía.
Y esa materia es tanto variada como, en algunos casos, ya compleja. En efecto, por una parte, la formación planetaria se basa en casi toda la tabla periódica: aquellos elementos originados en las estrellas (del Hidrógeno Z=1, al Hierro Z=26), y otros formados por la muerte de estas al estallar como supernovas (del Cobalto Z=27, al Plutonio Z=94). Por otra parte, la formación planetaria también puede captar compuestos químicos ya existentes. De hecho, se han encontrado en el espacio interestelar moléculas orgánicas.
La gran cantidad de masa permite también poseer gravedad suficiente para alcanzar el “equilibrio hidrostático” que le da su forma esférica y posibilita la diferenciación de capas en su estructura. Este equilibrio se consigue por el enorme tirón gravitacional, que reparte la materia de manera homogénea en torno al centro y hace «fluir» los elementos y compuestos más pesados hacia dentro. Esto es justamente lo que genera distintas capas -núcleos, mantos, cortezas, atmósferas- con diversas condiciones químicas y físicas.
Distintos ambientes para probar distintas condiciones y relaciones de la materia. Todo esto favorece cuantiosas interacciones nuevas que pueden dar paso a estructuras más complejas que, eventualmente, pueden generar propiedades originales.
Júpiter y la Tierra: ambos en rotación con metal líquido en sus núcleos (hidrógeno y hierro), generan un campo magnético protector contra las partículas de alta energía que irradia el Sol. Júpiter, además, con su gran masa y presión interior, consigue producir más energía de la que recibe del sol. La Tierra también produce energía interior; esta filtrada por la corteza suboceánica, entrando en contacto con el agua líquida de la superficie, permitió -tal como se postula hoy- el origen de las primeras protocélulas y la vida en la Tierra.
3. Dominio de órbita: protección de estructuras complejas
El dominio y despeje de las órbitas planetarias, permiten mantener por largo tiempo condiciones estables para la formación de complejidad. Además, ponen en orden y otorgan estabilidad a otros astros menores -los satélites- que también pueden ser lugar para dichas formaciones.
El despeje de su órbita garantiza que los eventos catastróficos, así como las perturbaciones gravitacionales de otros objetos cercanos, se vuelvan mucho más raros. Esta ventaja permite ensayos de largo plazo, para que distintas estructuras puedan proliferar o desarrollar niveles de mayor complejidad. En el caso de la Tierra es evidente que el tiempo otorgado bastó. A pesar de las colisiones de asteroides, algunos de los cuales implicaron grandes extinciones masivas (ver Big Five), la vida perduró, evolucionó y se extendió. Si aún circulara algún astro similar a nuestro planeta en la misma órbita, la colisión podría destruir con facilidad todo lo ya creado.
Y también, por último, el despeje no implica solo expulsar o integrar otros objetos de la órbita, también les puede dar lugar. Este es el caso de los satélites naturales que, subordinados a la estabilidad y condiciones del planeta, han probado ser lugares relevantes para la formación de complejidad (aunque en términos de masa sean, en suma, considerablemente menores). En Europa, por ejemplo, su órbita ligeramente elíptica en torno a Júpiter, provoca fricción interna y calentamiento, permitiendo prever que el agua en su interior sea líquida (NASA, misión Europa Clipper).
Exoplanetas: evidencia creciente
¿Qué cabe esperar de los planetas de nuestra galaxia y del universo completo? ¿Tendrán condiciones similares a los planetas del sistema solar? Por suerte, es posible comenzar a responder estas preguntas, pues la evidencia empírica de exoplanetas crece a diario desde hace unas décadas:
“En octubre de 1995, Michel Mayor y Didier Queloz, del Observatorio de Ginebra, anunciaron el descubrimiento de un planeta en torno a la estrella 51 Pegasi, de tipo similar al Sol. Era la primera detección de un cuerpo planetario fuera del sistema solar.” (Maza 178)
A la fecha los exoplanetas confirmados alcanzan ya:
Esto ha permitido descubrir poco a poco características inesperadas y variadas: planetas orbitando un pulsar, orbitando un sistema binario, gigantes gaseosos muy próximos a sus estrellas, o toda una serie de Super Tierras de gran masa. Pero también se han reconocido propiedades comunes y esperables de acuerdo a los planetas de nuestro sistema: planetas con atmósferas, rocosos en zonas habitables, e incluso sistemas multiplanetarios, como KOI-351, que posee nada menos que 8 planetas, tal como el sistema solar (NASA Exoplanet Archive).
Diez mil trillones de planetas esperables en todo el universo observable con condiciones variadas y favorables para el desarrollo de complejidad. La riqueza y amplitud de nuestro universo nos deja atónitos. Sus vastas posibilidades, su siembra de semillas por doquier, nos hacen pensar en nuestro propio planeta en su enorme complejidad, acompañado por cuantiosas otras formaciones complejas en el universo esperando ser descubiertas. Esta mirada nos hace reflexionar sobre nuestro lugar en el cosmos y la posibilidad de que existan otros «lugares» tan resplandecientes y destacados en este como solemos concebir y estimar a nuestro propio planeta.
Referencias
- José Maza, Astronomía contemporánea, Ediciones B, 2009.
- Jean-Luc Margot et al., “Quantitative Criteria for Defining Planets”, The Planetary Science Journal, 2024. https://iopscience.iop.org/article/10.3847/PSJ/ad55f3
- Glosario UAI, definición de “planet”. https://astro4edu.org/resources/glossary/term/253/
- NASA Exoplanet Archive. https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/
- KOI-351 b, sistema multiplanetario. https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/overview/KOI-351%20b#planet_KOI-351-b_collapsible
- John H. Holland, Complexity: A Very Short Introduction, Oxford University Press.
- NASA, “Strange New Worlds” visualización interactiva. https://eyes.nasa.gov/apps/exo/?destinations=/alien-worlds/strange-new-worlds/#/
- NASA, misión Europa Clipper. https://science.nasa.gov/mission/europa-clipper/why-europa-evidence-for-an-ocean/
Enlace de interés
- Página central de la NASA sobre exoplanetas: https://science.nasa.gov/exoplanets/
- Base de datos completa de exoplanetas de la NASA: https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/cgi-bin/TblView/nph-tblView?app=ExoTbls&config=PS
