Un planeta circumbinario es un planeta que gira alrededor de dos estrellas que, a su vez, orbitan entre sí. No cambia constantemente de una estrella a otra ni describe dos órbitas independientes: se mueve alrededor del centro de masas común del sistema binario, como si las dos estrellas formasen el núcleo gravitatorio de un único sistema mucho más complejo que el nuestro.
Estos mundos existen realmente. Se han descubierto varios sistemas circumbinarios, entre ellos Kepler-16, Kepler-34, Kepler-35, Kepler-47 y TOI-1338. Su existencia demuestra que un planeta puede conservar una órbita estable alrededor de dos soles siempre que se encuentre a una distancia adecuada y no atraviese la región donde la gravedad de las estrellas vuelve caótica su trayectoria.
Contenido
Qué es exactamente un planeta circumbinario
Una estrella binaria es un sistema formado por dos estrellas ligadas gravitatoriamente.
Ambas giran alrededor de un punto denominado baricentro o centro de masas.
Si existe un planeta suficientemente alejado que rodea al conjunto completo, estamos ante un planeta circumbinario.
La estructura básica sería:
estrella A + estrella B → orbitan entre sí
planeta → orbita alrededor de ambas
En astronomía, esta configuración también puede denominarse órbita de tipo P, frente a las órbitas de tipo S, en las que un planeta pertenece principalmente a una de las dos estrellas.
Cómo puede un planeta orbitar dos estrellas a la vez
La clave está en el centro de masas.
Aunque visualmente veamos dos estrellas separadas, desde una distancia suficientemente grande su gravedad actúa de una manera que puede aproximarse a la de una masa conjunta concentrada alrededor del baricentro.
Imaginemos dos estrellas muy próximas entre sí y un planeta mucho más alejado.
Las estrellas completan sus órbitas internas mientras el planeta realiza una órbita muchísimo mayor alrededor del sistema completo.
No sigue a una estrella y después a la otra.
Su trayectoria responde a la gravedad combinada de ambas.
Qué es el baricentro
El baricentro es el punto alrededor del cual giran dos cuerpos ligados por gravedad.
En un sistema donde las dos estrellas tienen masas parecidas, ese punto estará aproximadamente entre ellas.
Si una estrella es considerablemente más masiva que la otra, el baricentro se situará mucho más cerca de la estrella grande.
El planeta circumbinario orbita alrededor de ese centro gravitatorio común.
Nuestro propio Sistema Solar también posee un baricentro: el Sol y los planetas no permanecen completamente inmóviles unos respecto de otros, sino que todos participan en el movimiento alrededor del centro de masas del sistema.
Por qué las dos estrellas no expulsan al planeta
La presencia de dos fuentes gravitatorias hace que el sistema sea más complicado, pero no necesariamente inestable.
Lo decisivo es la distancia.
Muy cerca de las estrellas, sus movimientos producen perturbaciones gravitatorias intensas. Un planeta situado en determinadas órbitas podría sufrir cambios tan grandes que acabara:
- chocando con una estrella;
- entrando en una órbita muy excéntrica;
- siendo expulsado del sistema.
Más lejos existe una región donde puede mantener una trayectoria estable durante periodos extremadamente largos.
| Posición del planeta | Resultado probable |
| Demasiado cerca de las estrellas | Órbita potencialmente inestable |
| Cerca del límite crítico | Fuertes perturbaciones, estabilidad muy sensible |
| Más allá de la zona inestable | Pueden existir órbitas circumbinarias estables |
| Extremadamente lejos | Las dos estrellas se comportan gravitatoriamente de forma cada vez más parecida a una masa conjunta |
No existe una distancia universal que funcione para todas las estrellas binarias.
Depende de la separación, masas y excentricidad de la pareja.
La zona de inestabilidad alrededor de las dos estrellas
Las dos estrellas no permanecen fijas en el centro.
Están continuamente desplazándose mientras completan su propia órbita.
Por eso el campo gravitatorio que experimenta un planeta cercano cambia periódicamente.
Existe alrededor de la pareja una zona interior en la que mantener una órbita planetaria estable resulta difícil.
La posición exacta del límite depende especialmente de:
- la distancia entre las estrellas;
- la relación entre sus masas;
- la excentricidad de su órbita;
- la órbita del propio planeta.
Los planetas circumbinarios conocidos suelen encontrarse fuera de esa región problemática.
Un ejemplo sencillo para visualizar la órbita
Supongamos dos estrellas separadas por una distancia relativamente pequeña.
Ambas completan una vuelta alrededor de su baricentro cada 20 días.
Mucho más lejos hay un planeta que necesita 150 días para completar su propia órbita.
Mientras el planeta realiza una vuelta, las estrellas pueden haber girado varias veces alrededor una de otra.
Visto desde lejos, el planeta rodea todo el sistema estelar, no cada estrella por separado.
Esta diferencia de escalas permite que la órbita sea estable.
Planeta circumbinario y planeta en un sistema binario no son lo mismo
No todos los planetas encontrados en sistemas con dos estrellas son circumbinarios.
Existen dos configuraciones principales.
| Tipo de órbita | Qué hace el planeta |
| Circumbinaria o tipo P | Orbita las dos estrellas |
| Tipo S | Orbita principalmente una de las estrellas |
En una órbita tipo S, las estrellas pueden encontrarse suficientemente separadas para que un planeta permanezca gravitatoriamente asociado a una de ellas.
En una órbita circumbinaria, las estrellas están en el interior de la órbita planetaria y el planeta las rodea a ambas.
Cómo sería el cielo desde un planeta circumbinario
Dependería completamente de las características del sistema.
Desde algunos lugares de su superficie podrían observarse dos soles en el cielo.
Pero eso no significa que siempre apareciesen juntos.
Como las dos estrellas se mueven alrededor de su centro de masas, la distancia aparente entre ellas cambiaría.
En diferentes momentos podrían verse:
- muy próximas;
- claramente separadas;
- una pasando por delante de la otra.
Para un observador situado allí, el cielo sería mucho más dinámico que el terrestre.
¿Habría dos amaneceres y dos atardeceres?
Podría haber situaciones en las que las estrellas salieran o se ocultaran en momentos ligeramente diferentes, aunque no existe una respuesta única.
Dependería de:
- la rotación del planeta;
- la posición de las estrellas;
- la inclinación orbital;
- la latitud del observador.
En determinados momentos ambas podrían aparecer casi juntas en el horizonte.
En otros estarían más separadas.
Por tanto, la conocida imagen de dos soles poniéndose simultáneamente es físicamente posible en determinadas configuraciones, pero no sería necesariamente el aspecto cotidiano de todos los mundos circumbinarios.
Tatooine y los planetas circumbinarios reales
La idea se hizo popular mucho antes de que se descubrieran numerosos ejemplos reales gracias a Tatooine, el planeta ficticio con dos soles de Star Wars.
La astronomía terminó demostrando que el concepto básico no era únicamente ciencia ficción.
Un planeta puede efectivamente orbitar dos estrellas.
La realidad, sin embargo, resulta más compleja: la estabilidad depende de una delicada relación entre distancias, masas y velocidades orbitales.
Por eso a los primeros descubrimientos de este tipo se les comparó frecuentemente con mundos de «dos soles».
Kepler-16 b: uno de los ejemplos más conocidos
Kepler-16 b se convirtió en uno de los planetas circumbinarios más famosos.
Orbita una pareja de estrellas más pequeñas que el Sol y tarda aproximadamente 229 días en completar una vuelta alrededor de ambas.
Las estrellas, mientras tanto, se orbitan mutuamente en unos 41 días.
Esta diferencia permite visualizar perfectamente la estructura:
las dos estrellas realizan varias vueltas entre sí mientras Kepler-16 b continúa recorriendo su gran órbita exterior.
Es un planeta de tamaño comparable al de los gigantes gaseosos y no una segunda Tierra.
Kepler-34 b
Kepler-34 b es otro ejemplo confirmado.
En este caso, las dos estrellas poseen características relativamente similares a las del Sol y se encuentran en una órbita bastante excéntrica.
El planeta tarda aproximadamente 289 días en completar su trayectoria alrededor de la pareja.
Su descubrimiento ayudó a confirmar que Kepler-16 b no representaba una rareza aislada.
Los sistemas planetarios podían formarse y sobrevivir también alrededor de estrellas binarias con configuraciones diferentes.
Kepler-35 b
Kepler-35 b gira igualmente alrededor de dos estrellas.
Su año dura aproximadamente 132 días, mientras la pareja estelar completa su movimiento mutuo mucho más rápidamente.
Kepler-34 b y Kepler-35 b fueron especialmente relevantes porque demostraron que los planetas circumbinarios podían aparecer alrededor de distintos tipos de parejas estelares.
La existencia de varios ejemplos transformó lo que inicialmente parecía una configuración exótica en una categoría real de sistemas planetarios.
Kepler-47: varios planetas alrededor de dos estrellas
Uno de los descubrimientos más interesantes es Kepler-47.
No contiene únicamente un planeta alrededor de dos estrellas, sino varios planetas circumbinarios.
Esto tiene una enorme importancia.
Demuestra que alrededor de una pareja estelar puede surgir un sistema planetario completo, no simplemente un planeta solitario que haya sobrevivido de manera excepcional.
Kepler-47 ofrece así una versión mucho más compleja del concepto:
dos estrellas en el centro + varios planetas orbitando alrededor de ambas.
Kepler-1647 b
Kepler-1647 b destaca por recorrer una órbita especialmente amplia.
Necesita aproximadamente tres años terrestres para dar una vuelta completa alrededor de sus dos estrellas.
Es un gigante gaseoso.
Su caso demuestra que los mundos circumbinarios no están obligados a permanecer inmediatamente junto al límite de estabilidad del sistema: también pueden existir en órbitas considerablemente más amplias.
TOI-1338 b
TOI-1338 b es otro ejemplo destacado de planeta que orbita dos estrellas.
Su año dura alrededor de 95 días.
El sistema volvió a llamar especialmente la atención porque las técnicas modernas de búsqueda permitieron estudiar una arquitectura planetaria circumbinaria con métodos diferentes a los utilizados en los primeros descubrimientos.
Estos sistemas son especialmente valiosos porque permiten comprobar cómo funcionan la formación y la evolución planetaria cuando existen dos estrellas centrales en lugar de una.
Algunos planetas circumbinarios conocidos
| Planeta o sistema | Periodo orbital aproximado | Característica destacada |
| Kepler-16 b | 229 días | Uno de los ejemplos más emblemáticos |
| Kepler-34 b | 289 días | Orbita dos estrellas similares al Sol |
| Kepler-35 b | 132 días | Sistema binario compacto |
| Kepler-47 | Varios periodos | Sistema con varios planetas circumbinarios |
| Kepler-1647 b | Más de 1.000 días | Órbita especialmente larga |
| TOI-1338 b | 95 días | Sistema circumbinario estudiado con técnicas modernas |
Las cifras son aproximadas porque para comprender el fenómeno resulta más útil comparar las escalas orbitales que memorizar valores exactos.
Cómo se descubren estos planetas
Encontrar un planeta circumbinario es más complicado que detectar un planeta que gira alrededor de una única estrella.
Uno de los métodos fundamentales es observar tránsitos.
Un tránsito ocurre cuando el planeta pasa por delante de una estrella desde nuestro punto de vista y bloquea una pequeña parte de su luz.
En un sistema normal, estos tránsitos pueden repetirse con una periodicidad bastante regular.
Con dos estrellas, la situación cambia.
Por qué los tránsitos circumbinarios son tan extraños
Las estrellas también están moviéndose.
Cuando el planeta vuelve a pasar por la zona donde podría producirse un tránsito, la estrella puede encontrarse en otro lugar de su órbita.
El siguiente tránsito puede:
- adelantarse;
- retrasarse;
- durar más;
- durar menos;
- producirse sobre la otra estrella;
- no resultar visible desde la Tierra.
Esta irregularidad que complica la detección es también una pista potentísima.
Un patrón de tránsitos aparentemente desordenado puede revelar que el planeta está orbitando un sistema binario dinámico.
Los eclipses de las propias estrellas ayudan
Muchos descubrimientos se producen en binarias eclipsantes.
Desde nuestra perspectiva, una estrella pasa periódicamente delante de la otra.
Esto permite medir con gran precisión aspectos como:
- periodos orbitales;
- tamaños relativos;
- movimientos;
- características del sistema.
Cuando, además de los eclipses estelares, aparecen otras disminuciones de brillo compatibles con un objeto planetario, los astrónomos pueden reconstruir la compleja geometría del conjunto.
También pueden detectarse mediante velocidades radiales
Otra técnica analiza pequeñas variaciones en el movimiento de las estrellas provocadas por la gravedad de sus planetas.
Es el método de velocidad radial.
Resulta particularmente difícil en sistemas binarios porque ya existen grandes movimientos causados por las propias estrellas.
Pero las mediciones de gran precisión permiten separar esas señales y buscar la huella gravitatoria adicional de un planeta.
Combinar distintos métodos ofrece una visión cada vez más completa de los sistemas circumbinarios.
Cómo se forman planetas alrededor de dos estrellas
Los planetas nacen a partir de discos de gas y polvo que rodean estrellas jóvenes.
En un sistema binario cercano puede existir un disco circumbinario que rodea a las dos estrellas.
Dentro de ese disco:
- pequeñas partículas chocan y se agrupan;
- aparecen cuerpos cada vez mayores;
- se forman embriones planetarios;
- algunos terminan convirtiéndose en planetas.
El problema es que las dos estrellas perturban gravitatoriamente la zona interior del disco.
Esto hace que formar planetas demasiado cerca resulte especialmente complicado.
Es posible que se formen más lejos y después migren
Una explicación utilizada para determinados sistemas es que el planeta se forme en una región más tranquila del disco y después migre hacia el interior.
Las interacciones entre planeta, gas y disco pueden modificar gradualmente su órbita.
El proceso podría acercarlo hasta las proximidades de la región donde las perturbaciones de la pareja estelar empiezan a resultar peligrosas.
Esta idea resulta especialmente interesante porque varios planetas circumbinarios se encuentran relativamente cerca de su límite interior de estabilidad.
No parece necesariamente una casualidad.
Por qué tantos están cerca del límite estable
La distribución observada ha llevado a estudiar la posibilidad de que la migración planetaria se detenga cerca del borde interior del disco circumbinario.
Las propias estrellas pueden abrir una especie de cavidad central en el disco debido a sus interacciones gravitatorias.
Un planeta que migra hacia dentro puede encontrarse con esa región y dejar de avanzar.
Esto ofrece una posible explicación de por qué varios mundos conocidos parecen situarse cerca de la frontera donde su órbita todavía puede mantenerse estable.
No significa que todos los planetas circumbinarios tengan que encontrarse allí.
¿Podría existir una Tierra con dos soles?
Las leyes de la física no impiden que exista un planeta rocoso en un sistema circumbinario.
La cuestión es mucho más exigente:
¿podría encontrarse además en una órbita estable y con condiciones adecuadas para mantener agua líquida?
En principio, sí pueden existir regiones que reúnan ambas condiciones.
Pero estar dentro de una zona habitable no significa que un planeta esté habitado ni siquiera que resulte realmente habitable.
Hay muchos otros factores involucrados.
La zona habitable con dos estrellas
Alrededor de una estrella se define de manera aproximada una región donde un planeta con condiciones apropiadas podría mantener agua líquida en su superficie.
Con dos estrellas hay que calcular la energía recibida de ambas.
Y esa energía puede cambiar porque:
- las estrellas se desplazan;
- sus temperaturas pueden ser diferentes;
- el planeta también avanza por su órbita;
- la distancia hasta cada estrella varía continuamente.
Por eso la cantidad de radiación que llega al planeta puede fluctuar de una manera más compleja que en la Tierra.
Una órbita estable no significa una temperatura estable
Son cuestiones distintas.
Un planeta puede permanecer durante miles de millones de años en una órbita gravitatoriamente estable y experimentar al mismo tiempo importantes variaciones de iluminación.
Por otro lado, un planeta puede encontrarse a una distancia donde la temperatura media parece favorable pero ocupar una órbita dinámicamente inestable.
Para hablar seriamente de habitabilidad circumbinaria hay que combinar al menos:
estabilidad orbital + energía recibida + características del planeta.
Cómo serían las estaciones
Las estaciones podrían ser considerablemente más complejas que las terrestres.
En la Tierra, el factor fundamental es la inclinación del eje terrestre.
En un mundo circumbinario podrían añadirse variaciones causadas por el movimiento de las dos estrellas.
La energía recibida podría cambiar debido a:
- distancia orbital;
- posición relativa de las estrellas;
- eclipses entre ellas;
- excentricidad de la órbita planetaria;
- inclinación del eje del planeta.
El resultado podría ser un calendario climático muy diferente al nuestro.
¿Podría una estrella eclipsar a la otra vista desde el planeta?
Sí.
Si la geometría fuese adecuada, un habitante del planeta podría contemplar eclipses entre sus dos soles.
Durante uno de ellos, una estrella pasaría delante de la otra.
La disminución de luz dependería de sus tamaños aparentes y luminosidades.
Si una de las estrellas fuese pequeña y tenue, el efecto sería diferente al de un sistema formado por dos estrellas similares.
¿Habría noches en un planeta con dos soles?
Sí.
Tener dos estrellas no elimina necesariamente la noche.
El planeta sigue girando sobre sí mismo y parte de su superficie puede quedar orientada en dirección contraria a ambas estrellas.
Podrían existir configuraciones en determinados momentos donde una estrella estuviera sobre el horizonte mientras la otra ya se hubiera ocultado.
Pero no debemos imaginar que un planeta circumbinario recibe automáticamente luz durante las 24 horas.
Todo depende de su rotación y de la geometría del sistema.
¿Puede un planeta orbitar tres estrellas?
Los sistemas estelares pueden contener tres o más estrellas y existen planetas en entornos estelares múltiples.
Sin embargo, la estructura dinámica se vuelve considerablemente más complicada.
Un planeta puede, por ejemplo, orbitar una estrella que forma parte de un sistema triple, mientras las otras estrellas permanecen mucho más alejadas.
Otra configuración posible es que diferentes niveles orbitales formen una estructura jerárquica estable.
La existencia de varias estrellas no implica que el planeta tenga que recorrer una trayectoria caótica entre todas ellas.
¿Puede un planeta cambiar de una estrella a otra?
Eso no es lo que ocurre normalmente con un planeta circumbinario estable.
Su trayectoria rodea al sistema completo.
En interacciones gravitatorias extremas sí pueden producirse cambios orbitales, capturas o expulsiones, especialmente durante las primeras etapas de formación de un sistema.
Pero un planeta circumbinario confirmado no está saltando periódicamente de una estrella a otra.
Esta imagen es muy diferente de la realidad física.
¿Qué pasaría si las estrellas estuvieran demasiado separadas?
Si las dos estrellas están muy separadas, la configuración favorable puede ser distinta.
Un planeta podría encontrarse en una órbita tipo S alrededor de una sola estrella mientras la otra permanece suficientemente lejos.
Por ejemplo:
planeta → estrella A
mientras:
estrella B → orbita a gran distancia del conjunto.
Cuanto mayor sea la separación entre las estrellas, más espacio puede existir alrededor de cada una para órbitas planetarias estables individuales.
Qué determina realmente la estabilidad
No basta con saber que existen dos estrellas.
Los modelos deben tener en cuenta varios parámetros simultáneamente:
- masa de cada estrella;
- separación entre ambas;
- excentricidad de la binaria;
- distancia del planeta;
- excentricidad planetaria;
- inclinación de las órbitas.
Pequeñas diferencias pueden cambiar la frontera entre una trayectoria estable y una caótica.
Por eso las simulaciones orbitales son fundamentales para estudiar estos mundos.
Cuánto duraría un año
Un año sigue siendo el tiempo que necesita el planeta para completar su órbita.
La diferencia es que esa órbita se realiza alrededor de dos estrellas.
Puede durar:
- semanas;
- meses;
- varios años terrestres;
dependiendo del tamaño de la trayectoria y de la masa total del sistema.
Kepler-16 b, por ejemplo, necesita aproximadamente 229 días terrestres.
Kepler-1647 b supera ampliamente los 1.000 días.
No existe una duración característica para todos los planetas circumbinarios.
Y cuánto duraría un día
El día depende principalmente de la rotación del propio planeta, no de tener una o dos estrellas.
Un mundo circumbinario podría girar sobre sí mismo:
- más rápido que la Tierra;
- más despacio;
- con una duración similar.
La duración de su año y la de su día son propiedades diferentes.
Dos soles pueden modificar enormemente la apariencia del cielo, pero no establecen por sí solos cuánto tarda el planeta en completar una rotación.
Los planetas circumbinarios no son necesariamente rarísimos
Durante mucho tiempo era razonable imaginar que la gravedad de dos estrellas dificultaría tanto la formación planetaria que estos mundos serían excepcionales.
Los descubrimientos han demostrado que pueden existir sistemas planetarios estables alrededor de binarias.
El principal problema para determinar su frecuencia real es que resultan difíciles de detectar.
Los métodos tradicionales están especialmente adaptados a sistemas relativamente simples con una sola estrella.
Por eso la cantidad observada no tiene por qué representar directamente la cantidad que existe en la galaxia.
Lo que los planetas circumbinarios enseñan sobre la formación planetaria
Su importancia va mucho más allá de la curiosidad de contemplar un mundo con dos soles.
Obligan a comprobar las teorías de formación planetaria en un entorno donde:
- la gravedad cambia continuamente;
- el disco está perturbado;
- existe una cavidad interior;
- la migración puede desempeñar un papel esencial.
Si una teoría explica únicamente cómo se forman planetas alrededor de estrellas solitarias, resulta incompleta.
Los sistemas circumbinarios permiten ponerla a prueba en condiciones mucho más exigentes.
Las claves para entender un planeta circumbinario
Un planeta circumbinario:
- orbita dos estrellas, no una;
- gira alrededor del centro de masas común;
- necesita encontrarse fuera de una región interior potencialmente inestable;
- puede mantener su órbita durante enormes periodos de tiempo;
- puede observar dos soles desde su superficie;
- no tiene por qué estar iluminado permanentemente;
- puede formar parte incluso de un sistema con varios planetas;
- plantea condiciones de iluminación y clima más complejas que las terrestres.
La idea que inicialmente parece más extraña —un planeta que orbita dos estrellas— se vuelve bastante intuitiva cuando se entiende el baricentro. Desde suficiente distancia, el planeta responde al campo gravitatorio conjunto de la pareja y puede recorrer una órbita estable alrededor de ambas. Los sistemas como Kepler-16 y Kepler-47 muestran que los mundos de dos soles no pertenecen únicamente a la ciencia ficción: son una de las arquitecturas planetarias reales que revelan hasta qué punto puede ser diversa una galaxia.
