Al acercarse el estreno de
Star Wars Episodio IX me vienen a la memoria todos los planetas que conocimos en estos casi 40 años. Tatooine, Dagobah, Hoth, Endor, Alderaan, Coruscant, Jakku, Naboo, Kamino, Jehda, Scariff... ¡tantos
exoplanetas de antes de
la era de los exoplanetas! Los personajes viajan de uno a otro y en todos ellos caminan con la misma naturalidad, bajo la misma
aceleración de la gravedad.
Así lo afirma incluso la Wookieepedia, donde leemos que la mayoría de los planetas y lunas habitados de la galaxia gozan de la
aceleración gravitatoria superficial estándar de 9.8 m/s2.
¿Será así? ¿Habrá tantos planetas habitables donde nos sentiríamos como en casa, erguidos sobre nuestras piernas? Hace 40 años no conocíamos ni un planeta más allá de nuestro sistema solar.
Hoy conocemos miles. Ya es una población significativa como para hacerse este tipo de pregunta, así que me descargué el catálogo de
exoplanet.eu, con 4122 planetas confirmados.
Para calcular la aceleración de la gravedad en la superficie de un planeta hay que usar una fórmula muy sencilla:
\[\text{aceleración gravitatoria} = \frac{G\times \text{masa}}{\text{radio}^2},\]
donde \(G\) es una constante universal,
de valor bien conocido. Claro que no de todos los planetas conocemos su
radio y su
masa. De algunos conocemos el radio (3048), de otros conocemos la masa (1566), y de algunos conocemos su masa de manera imperfecta, porque no sabemos cómo está inclinado su sistema planetario con respecto a la visual (958). De todos modos, conseguí
820 exoplanetas con masa y radio conocidos, para los cuales calculé la
gravedad superficial. Los puse en un gráfico, junto a los planetas y otros cuerpos de nuestro sistema solar (para completar el extremo de mundos livianos), y me encontré con un resultado fascinante:
Esta figura muestra que hay
tres regímenes. Están por un lado los
mundos rocosos, donde agregar masa hace crecer la gravedad superficial con una potencia 1/2 (una raíz cuadrada, línea verde*). Esto me sorprendió, porque quiere decir que el radio crece como
M1/4, y no como
M1/3 como debería ocurrir si fueran de roca incompresible a densidad constante. Los planetólogos seguro ya sabían esto, pero yo no.
*Notar que el gráfico está en escala log-log, así que las potencias son rectas de distinta pendiente.
En el extremo opuesto están los
planetas gigantes, que son gaseosos, donde parece que uno agrega masa ¡pero el planeta no crece! Así que la gravedad superficial es proporcional a la masa (línea azul). De nuevo: sospecho que esto es una novedad sólo para mí.
Y en el medio, entre los rocosos más grandes y los gaseosos más chicos, están nuestros gigantes de hielo y la gran nube de
"supertierras", que parecen ser
los planetas más abundantes de la galaxia. Para esta gran población la gravedad superficial se mantiene más o menos constante y con un valor similar al "estándar" (línea púrpura). No sabemos gran cosa sobre las supertierras. Es bien posible que sólo las más pequeñas tengan una superficie sólida sin una atmósfera insoportablemente densa. Pero bueno, algunos habrá.
Ojo: la representación en escala logarítmica es engañosa, porque en esa nube de supertierras no será inusual encontrar mundos con gravedad superficial dos, tres o más veces la de la Tierra, o la mitad o menos. En escala log-lineal se ve así:
Según la Wikipedia, una persona típica puede resistir 5g sin desmayarse (aunque no creo que pueda caminar). En todo caso: el régimen donde la aceleración de la gravedad es independiente de la masa del planeta me parece que es real, así que por qué no: debe haber muchísimos mundos más o menos del tamaño de la Tierra o mayores, y con la misma gravedad superficial. Algunos de ellos estarán en la zona habitable de sus sistemas. Podríamos andar sobre estos exoplanetas sin dificultad, como los personajes de Star Wars, un poquito caminando y otro poquitito a pie.
En la Wookieepedia también se señala la existencia del planeta
Carida, con una
gravedad del doble que la "estándar", razón por la cual pusieron allí
una academia militar, para un entrenamiento físico exigente. Y también el
planeta
Columus, donde una gravedad menor se indica para algunas
condiciones cardíacas. Son planetas de los libros, que nunca leí, no de
las películas.
La foto es de Lucasfilm/Walt Disney Pictures. Los gráficos son míos.
