¿Es extraño que nuestro Sol tenga tantos planetas?

Internet está alborotada con la nueva evidencia del posible noveno planeta en nuestro Sistema Solar. Con esos nueve objetos, el cinturón de asteroides, el cinturón de Kuiper y todo lo demás en nuestro Sistema Solar, la cantidad de objetos que orbitan nuestra estrella es bastante masiva. ¿Es extraño para una estrella de su tamaño? Se sabe que nuestro Sol es una estrella relativamente pequeña, por lo que tener tantos planetas lo convierte en una rareza. ¿O las estrellas más grandes tienden a tener docenas o planetas, incluso cientos?

Desde el punto de vista de la búsqueda de exoplanetas, el Sol tiene entre uno y tres planetas.

Las principales técnicas de búsqueda de exoplanetas en el uso actual implican observar los cambios Doppler periódicos a medida que la atracción gravitacional del planeta hace que la estrella se tambalee o los cambios periódicos de brillo a medida que el planeta transita por la estrella. Ambos requieren que el planeta sea lo suficientemente grande y cercano como para generar una señal medible y que el período orbital sea lo suficientemente corto como para permitir a los astrónomos distinguir las variaciones periódicas de las variaciones únicas; El método de tránsito requiere además que la órbita del planeta cruce la estrella desde el punto de vista de la Tierra (lo que favorece las órbitas cercanas). Mirando el Sistema Solar con estas técnicas:

1. Mercurio: demasiado pequeño.
2. Venus: tal vez visible
3. Tierra: tal vez visible
4. Marte: demasiado pequeño
5. Júpiter: muy visible
6. Saturno: período orbital demasiado largo
7. Urano: período orbital demasiado largo
8. Neptuno: período orbital demasiado largo
9. "Planeta 9": período orbital demasiado largo

Si nos fijamos en este gráfico de descubrimientos de exoplanetas , Júpiter está sólidamente en el grupo de descubrimientos Doppler azules, Saturno está más allá del borde derecho "hemos estado buscando una órbita completa" de ese grupo, la Tierra y Venus están algo debajo de la línea inclinada de masa de período mínimo, y todo lo demás no está cerca del rango de detección.

La razón por la que el Sol tiene planetas mucho más conocidos que cualquier otra estrella es simplemente porque lo hemos visto mejor.

No podemos detectar si hay o no objetos de tamaños "pequeños" similares en órbita alrededor de otras estrellas. Simplemente nos falta ese nivel de habilidad. Desde un punto de vista científico, simplemente diría "no sé". Desde un punto de vista práctico, esperaría que otras estrellas tengan sistemas con una gran variedad de cosas en órbita; no hay razón para no esperar esto, pero es una mala ciencia asumirlo.

Dado que Kepler ha detectado estrellas con 5 o 6 planetas que existen en un plano extremadamente plano y mucho más plano que el sistema solar, entonces podemos estar razonablemente seguros de que las estrellas con más de 4 planetas son razonablemente comunes.

Dados los muchos mecanismos para aleatorizar las inclinaciones orbitales de una configuración perfectamente plana, y que ver múltiples planetas en tránsito alrededor de una estrella se vuelve imposible incluso si sus inclinaciones son un poco diferentes (por ejemplo, solo se podría ver un planeta que transita regularmente nuestro Sol si se observa de otra estrella), entonces es probable que muchos, si no la mayoría de los sistemas de exoplanetas que detectamos tengan más planetas de los que se conocen actualmente.

En otras palabras, el hecho de que veamos algunos sistemas de tránsito múltiple, a pesar de ser inherentemente geométricamente improbables, significa que debe haber muchos sistemas planetarios múltiples.