30 anys de la revolució dels exoplanetes

Joan-Marc Miralles

Doctor en Astrofísica per la Universitat Paul Sabatier de Toulouse

10/10/2025 (07:30 CET)

En els universos de la ciència-ficció, els planetes al voltant d’estels llunyans i exòtics ha sigut ben sovint el decorat de tota mena de relats i d’aventures. L’exploració d’aquests planetes va ser, per exemple, la base sobre la qual Gene Roddenberry va construir la sèrie Star Trek el 1966 i ha seguit sent així per totes les que han derivat d’aquesta després. Però el 1966, l’existència mateixa de planetes al voltant d’altres estels fora del nostre sistema solar, el que s’anomena exoplanetes, era ciència-ficció pura i dura. En realitat, fins al 6 d’octubre del 1995, ara just fa 30 anys, no vam tenir la certesa científica que altres estels també tenien planetes, tot i que no va ser cap sorpresa.

El descobriment del primer exoplaneta tampoc va ser una casualitat. Des del segle XIX, alguns astrònoms havien afirmat haver descobert exoplanetes, sense que cap d’aquests pogués ser confirmat. A finals dels 80 i principis del 90, l’adveniment dels nous detectors CCDs va millorar notablement la qualitat de les dades i sobretot la seva anàlisi, permeten que les variades tècniques ideades per detectar un exoplaneta poguessin esdevenir una realitat. Diversos grups d’investigadors van començar un una cursa per arribar a ser el primer, però qui es va endur el premi van ser dos astrònoms suïssos: Michel Mayor i Didier Queloz.

Michel Mayor era el director de l’Observatori de Ginebra i un especialista en la mesura de la velocitat radial dels estels. Ja el 1967, juntament amb André Barrane de la Universitat de Marsella, havia dissenyat i construït un instrument anomenat CORAVEL per mesurar amb precisió aquestes velocitats radials. A principis dels 90, amb el seu estudiant de doctoral Didier Queloz i novament amb André Barrane, van dissenyar i construir un espectrògraf d’escala que van anomenar ELODIE que millorava notablement la precisió de les mesures de les velocitats radials. ELODIE va ser instal·lat el 1993 al telescopi d’1,93 m de l’Observatoire de Haute-Provence, a uns 100 km al nord de Marsella amb l’objectiu de detectar el primer exoplaneta en el cap.

La teoria era força coneguda: qualsevol objecte prou massiu al costat d’un estel, com un planeta, introdueix un canvi en la posició del centre de massa del sistema. El planeta no orbita realment l'estel, orbita el centre de massa. I l'estrella també orbita el centre de massa, de manera que sembla que trontolla al voltant d'aquest punt i, en fer-ho, s'acosta i s’allunya periòdicament de nosaltres. Aquest moviment és molt petit, però provoca un desplaçament Doppler en la llum de l'estrella. És el mateix efecte que en el cas de les ones sonores que canvien de to a mesura que surten de la sirena d'un vehicle d'emergència que passa. Com més massiu sigui el planeta i com més a prop estigui de la seva estrella, més fort serà el desplaçament. Amb un instrument com ELODIE s’arriba a detectar aquest desplaçament que és proporcional a la velocitat aparent de l’estel en la nostra direcció o velocitat radial, i es poden mesurar amb una precisió de fins a 13 m/s, que és l’efecte que té Júpiter sobre el nostre Sol.

A partir de l’abril de 1994, Mayor i Queloz van estar observant 142 estels de tipus G i K, és a dir similars al nostre sol o una mica més petits. Després de 18 mesos d’observació, només un únic estel va oferir el comportament que ells esperaven veure en el cas de l’existència d’un exoplaneta amb una velocitat radial de 70 m/s. Es tractava de 51 Pegasi, molt similar al Sol i situat a uns 50,6 anys-llum i el senyal assenyalava l’existència d’un exoplaneta, 51 Pegasi b, de la meitat de la massa de Júpiter, situat a uns 8 milions de kilòmetres de l’estel, és a dir força més pròxim que Mercuri del nostre Sol. La parella d’astrònoms suïssos no van esperar per fer públic el seu descobriment, ja que sabien que hi havia diversos grups buscant el mateix que ells El 6 d’octubre del 1995, en una conferència a Florència, van presentar els seus resultats que van tenir l’efecte d’una bomba en el món científic. Equips de tot el món van apuntar els seus telescopis cap a 51 Pegasi, i en menys d’una setmana un equip de l’Observatori Lick i un altre de Harvard confirmaven independentment l’existència de 51 Pegasi b, calculant el seu període orbital al voltant de l’estel a 4,2 dies.

Mayor i Queloz van esdevenir celebritats a l’instant i l’article sobre el descobriment de 51 Pegasi b va fer la portada de la prestigiosa revista científica Nature, tot i que els seus editors no es van estar de posar-hi un interrogant. La veritat és que, aleshores, les teories de formació de planetes només permetien que planetes massius com 51 Pegasi b es formessin a gran distància del seu estel, com és el cas del nostre sistema solar. Era difícil explicar com podia ser que un planeta d’aquesta massa es trobés tant pròxim a l’estel. Avui, gràcies al descobriment de 51 Pegasi b i altres com ell, sabem que planetes d’aquest tipus, si bé es formen a gran distància de l’estel, poden migrar fins a quedar encallats a molt poca distància de l’estel. Entre altres curiositats, 51 Pegasi b, com és el cas per la Lluna, gira sobre ell mateix a la mateixa velocitat que gira al voltant de l’estel i doncs mostra sempre la mateixa cara, que té una temperatura superior als 1.000 ºC. Això fa que el gas en el seu interior estigui molt més calent que a Júpiter, es dilati, i tot i ser la meitat de massiu, té un radi superior al del gegant del nostre sistema solar. És el que ara anomenem un Júpiter calent.

Article 40 4 — Portada de Nature del 23/11/1995 on es va publicar l'article de Mayor i Queloz - Crèdit: Nature

I no és l’únic que coneixem avui en dia. Després del descobriment de 51 Pegasi b, les confirmacions de deteccions d’exoplanetes se n’han anat multiplicant regularment, i actualment ja se’n coneixen més de 6.000, un nombre que va creixent gairebé dia a dia. Les tècniques per detectar-los també s’han multiplicat, a més de la velocitat radial, també s’ha utilitzat el trànsit per davant de l’estel -la més popular i efectiva-, l’astrometria de precisió, l’efecte de microlent gravitacional o fins i tot l’observació directa. A més s’han trobat planetes al voltant de gairebé tots els tipus d’estels, no només similars al nostre, i també en sistemes complexos amb dos, tres i quatre estels. Això ha creat un consens en la comunitat científica en creure que hi ha planetes i sistemes planetaris al voltant de gairebé tots els estels, i fins i tot hi ha planetes errants, que es formen sense estels i vaguen per la nostra galàxia.

L’avenç científic que ha representat el descobriment de Mayor i Queloz va ser recompensat pel Premi Nobel de Física el 2019. Gràcies a ells vam haver de repensar tot el que sabíem sobre com es formen els sistemes solars, els planetes i ens dona l’esperança de trobar en el futur planetes similars a la Terra on podria haver-hi vida. S’han desenvolupat instruments i telescopis dedicats, tant a la Terra com a l’espai que han ampliat i scontinuen ampliant el nombre d’exoplanetes. En el futur, ja s’estan dissenyant nous instruments i nous telescopis que encara aniran més enllà dels límits que estem explorant. En pocs anys, aquests 6.000 seran 60.000, 600.000 o 6.000.000. Aleshores podem potser començar a trobar planetes similars a la Terra, podrem veure si tenen atmosferes susceptibles de ser favorables a la vida i qui sap si senyals inequívocs d’alguna civilització. Al cap i a la fi, després de 30 anys, la revolució dels exoplanetes no ha fet més que començar i encara queda molt de camí per elaborar una guia d’exoplanetes que serveixi als futurs tripulants de la nau Enterprise.