¿Es nuestro sistema solar realmente tan impar?

Question

He estado aprendiendo sobre el sistema solar gracias a programas de divulgación científica. En estos programas sugieren que, después de haber visto unos 2.500 sistemas solares más, los astrónomos han llegado a la conclusión de que nuestro sistema solar no es el normal. Ven júpiteres calientes abrazados al sol y supertierras cerca de su estrella. Descubren que la mayoría de los sistemas tienen la mayor parte de su materia más cerca de su estrella. Sacan conclusiones sobre nuestro sistema, a saber, que nuestro sistema es un bicho raro.

Sabemos que los primeros exoplanetas encontrados eran júpiteres calientes. Y que se encontraron supertierras cerca de su estrella. También sabemos que la tecnología de los telescopios mejora constantemente. Con el aumento de la calidad de los telescopios, podemos encontrar objetos más tenues. Naturalmente, se trataría de planetas más pequeños que orbitan alrededor de estrellas lejanas a mayor distancia de sus estrellas.

Mi pregunta es la siguiente: ¿cómo sabemos que la aparente rareza de nuestro sistema no es un artefacto de la limitada capacidad de observación que selecciona los objetos más grandes cercanos a su estrella?

Answer 1

No se puede decir (todavía) que el sistema solar sea "raro" porque carecemos de la capacidad para examinar en detalle los sistemas planetarios alrededor de otras estrellas. En particular, el censo de planetas de baja masa y de planetas que se encuentran a más de una unidad astronómica de su estrella es muy incompleto.

No obstante, se sabe lo suficiente para afirmar que el sistema solar es inusual en algunos aspectos. La principal rareza del sistema solar es que no contiene ninguna "supertierra" o "subneptuno" (es decir, planetas de tamaño intermedio entre la Tierra y Neptuno), a pesar de que son comunes en otros sistemas, y los planetas cercanos son todos pequeños y rocosos. La mayoría ( $\sim 70$ %) de las estrellas de tipo solar tienen al menos un exoplaneta mayor que la Tierra orbitando con un período de 100 días o menos (por ejemplo. Kunimoto y Matthews 2020 ). La mayoría de estos planetas cercanos tienen entre 2 y 5 veces el tamaño de la Tierra.

La presencia de un planeta del tamaño de Júpiter a 3-7 au también es algo inusual, ya que se produce en $<10$ % de estrellas de tipo solar Wittenmyer 2016 ).

La ausencia de un Júpiter caliente en el sistema solar no es inusual, ya que la tasa de aparición de éstos es sólo del orden del 1%.

Estas frecuencias se corrigen para tener en cuenta los sesgos conocidos y bien entendidos en la sensibilidad de detección asociados a la geometría del sistema, la relación señal-ruido y la cadencia de observación. Estos factores pueden tenerse en cuenta fácilmente en un enfoque de modelización prospectiva . Se trata de simular la población de exoplanetas y "observarla" mediante software, incluidos todos los sesgos de observación y umbrales de detección, y ajustar las características de la población simulada hasta que las observaciones simuladas coincidan con las reales.

Nota para los que quieran discutir el principio antrópico. Me parece que si el sistema planetario alrededor de nuestro Sol tiene una arquitectura inusual no tiene nada que ver con nuestra presencia. En lo que sí puede influir el principio antrópico es en explicar por qué vivimos en un sistema solar inusual o por qué podemos esperar que el sistema solar sea inusual.

Answer 2

Sé que es algo que los científicos tienen en cuenta, pero quizá sus palabras han sido un poco tergiversadas por los programas de divulgación científica: existe un sesgo de medición.

Sabemos lo que sabemos sobre los exoplanetas gracias a varias formas de medirlos. A saber, observando la ocultación de los planetas sobre sus estrellas (la luz se atenúa cuando el planeta cruza por delante de ella) y observando el bamboleo gravitatorio de las estrellas debido a los planetas.

Ambas cosas serán más fáciles de ver para los planetas grandes que están más cerca de su estrella.

Así que no sé si estamos realmente en un punto en el que podamos hacer afirmaciones definitivas sobre cosas como "nuestro sistema solar es raro".