Antes de empezar deberíamos tener claro qué es un planeta y qué es una estrella.

La estrella es una acumulación de gas muy caliente que tiene forma esférica debido a su gravedad. Las estrellas emiten luz gracias a procesos de fusión nuclear que tienen lugar, precisamente, por las altas temperaturas que hay en su interior.

Por su parte, un planeta, según la Unión Astronómica Internacional, cumple estas tres condiciones:

1. Orbita alrededor de una estrella.
2. Está en equilibrio hidrostático, o lo que es lo mismo, tiene forma esférica.
3. Ha conseguido que su órbita alrededor de su estrella esté limpia de otros objetos. 

Sabemos que gran parte de las estrellas que observamos forman parte de sistemas múltiples, es decir, dos o más estrellas orbitando en torno a un centro de masas común, algo que, estrictamente hablando, hacen también los planetas, ya que cuando hay varios planetas orbitando alrededor de una estrella no lo hacen en torno al centro de la estrella sino al centro de masas común formado por el sistema estrella más planetas.

Además, las estrellas están en equilibrio hidrostrático, son esferas, y en los sistemas múltiples, las estrellas también han limpiado su órbita. Entonces ¿qué diferencia una estrella de un planeta?

La respuesta la hemos dado anteriormente: las estrellas emiten luz —y energía en todas las longitudes de onda— debido a que en su interior, concretamente en su núcleo, ocurren procesos de fusión nuclear, mientras que en los planetas no tienen lugar estos procesos de fusión. 

Ahora ya sabemos qué es una estrella y qué es un planeta, pero si miramos al cielo vemos que no todos los planetas son iguales ni tampoco todas las estrellas.

En nuestro sistema solar tenemos planetas pequeños y rocosos, como Mercurio, Venus, Marte y la propia Tierra, y también planetas gigantes y gaseosos, como Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno (desgraciadamente, para los que tenemos una cierta edad, Plutón dejó de ser un planeta ya que no cumplía la definición de la Unión Astronómica Internacional). 

En cuanto a las estrellas sucede lo mismo. Tenemos estrellas gigantes y muy calientes, como las estrellas tipo O, de acuerdo con la clasificación en un diagrama Hertzsprung-Russel, pero también estrellas pequeñas y frías, como las de tipo M.

Para que estas estrellas puedan ser consideradas como tal deben cumplir una característica que no hemos mencionado hasta ahora: en su interior se producen reacciones de fusión nuclear pero no de cualquier tipo, se han de fusionar núcleos de hidrógeno en núcleos de helio. Aunque estos procesos pueden ser de varios tipos (triple alfa o ciclo CNO, por carbono, nitrógeno, oxígeno, etc.) el resultado es siempre el mismo: varios núcleos de hidrógeno (compuestos por un solo protón) se transforman en varios núcleos de helio (compuestos por dos protones y dos neutrones). 

Las estrellas emiten luz —y energía en todas las longitudes de onda— debido a que en su interior, concretamente en su núcleo, ocurren procesos de fusión nuclear, mientras que en los planetas no tienen lugar estos procesos de fusión.

A pesar de ello, las estrellas más frías siguen siendo estrellas y, con un pequeño telescopio de aficionado, se pueden observar fácilmente. Sin embargo, salvo los planetas del sistema solar, observar un planeta extrasolar es extremadamente complicado por muy cerca que esté, como es el caso de Próxima B en torno a la estrella Próxima Centauri que solo está a 4,2 años luz de distancia. ¿A qué se debe esta diferencia?

Volvamos a la definición que hemos dado al principio donde hemos dicho que las estrellas emiten luz. De los planetas no hemos dicho nada porque estos reflejan la luz de sus estrellas y, por lo tanto, la luz que llega hasta nosotros tiene una intensidad mucho menor, lo que dificulta su observación, incluso con un gran telescopio.

Hasta ahora nos hemos centrado en intentar distinguir una estrella de un planeta, pero ¿podría existir un planeta tan grande y caliente que pudiera ser una estrella? ¿Podría una estrella ser tan pequeña y fría que pudiera ser un planeta?

Cuando se descubre un planeta extrasolar se dice, con frecuencia, que es un súper Júpiter o un Júpiter caliente. Esto quiere decir que es un planeta que se asemeja al Júpiter que conocemos (es un planeta gaseoso) pero que es mucho más grande y masivo y, además, está más caliente que el palo de un churrero.

Con menos frecuencia, al menos en las noticias de cualquier medio de comunicación convencional pero más a menudo en los círculos científicos, se anuncia el descubrimiento de una estrella enana marrón. El sobrenombre de «enana marrón» ya nos lleva a pensar que es una estrella algo diferente a las que hemos descrito anteriormente.

Una estrella enana marrón es, al igual que el resto de estrellas, una esfera de gas caliente que tiene reacciones de fusión nuclear en su interior pero con una diferencia: el gas no está tan caliente como en una estrella normal y, sobre todo, en su interior no se fusiona hidrógeno en helio como hemos dicho antes. Lo que ocurre en el interior de una enana marrón es que se está fusionando deuterio en lugar de hidrógeno. El deuterio es un isótopo del hidrógeno y esto quiere decir que al igual que el hidrógeno tiene un protón en su núcleo y, además, tiene un neutrón. Esta diferencia podría ser insignificante pero las implicaciones son enormes. La fusión del hidrógeno en helio ocurre cuando en el núcleo de la estrella la temperatura es de 10 millones de grados Celsius mientras que el deuterio fusiona a solo 1 millón de grados Celsius.

Además, en una enana marrón esta fusión no se produce simplemente en el núcleo de la estrella sino, debido a la mezcla de gases en el interior, las reacciones tienen lugar en capas más externas, por lo que la cantidad de luz que emite es muy pequeña y apenas podemos verla a no ser que sea usando instrumentos potentes, como cuando buscamos planetas extrasolares.

Por tanto, respondiendo a la pregunta anterior, casi podría existir un planeta tan grande y caliente que pudiera ser una estrella o una estrella tan pequeña y fría que pudiera ser un planeta, pero en este caso existe otra diferencia: cómo se forman los planetas gigantes y las enanas marrones.

La fusión del hidrógeno en helio ocurre cuando en el núcleo de la estrella la temperatura es de 10 millones de grados Celsius mientras que el deuterio fusiona a solo 1 millón de grados Celsius.

Los planetas se forman siguiendo un proceso en el que el polvo y gas que se quedan alrededor de la estrella, cuando esta se ha formado, empieza a colisionar entre sí formando cada vez pedazos mayores hasta formar un núcleo rocoso. Este núcleo expulsa el gas hacia afuera y va creciendo hasta convertirse en un planeta. Cuantas más rocas haya —normalmente cuanto más cercano esté el planeta a la estrella más rocas habrá—, más rocoso será el planeta, obviamente, y será de tipo rocoso como la Tierra. Por el contrario, cuanto más gas exista, más gaseoso será el planeta, como Júpiter. En otras palabras, alrededor de la estrella se formará una estructura, llamada disco de acreción por su forma, que acumulará el gas y polvo hasta formar el planeta. Además, cuantos más elementos pesados haya en el disco de acreción, mayor será el planeta. El hecho de que se forme este disco impedirá, según un estudio publicado recientemente, que el calentamiento producido por la contracción gravitatoria llegue a generar reacciones nucleares.

En el caso de las estrellas, estas se forman siguiendo el proceso contrario: el gas de la nube molecular en la que nacerá la estrella empieza a contraerse y calentarse debido a la atracción gravitatoria, sin formar en este caso un disco de acreción. Cuando se ha calentado lo suficiente empezarán a producirse reacciones nucleares. Sin embargo, si este gas está muy mezclado la estrella no tendrá un núcleo definido y las reacciones nucleares podrán suceder tanto en las partes más internas como en las externas y, además, la temperatura alcanzada en el interior será menor, por lo que solo se obtendrá la temperatura necesaria para formar una enana marrón en lugar de una estrella convencional.

En resumen, estrellas hay de muchos tipos, grandes, pequeñas, calientes y frías, al igual que los planetas. Solo las diferencias en el momento de su formación y en su composición pueden hacer que el universo que observamos sea tan diverso y maravilloso.

Referencias:

— Schlaufman, K.C. 2018. Evidence of an Upper Bound on the Masses of Planets and Its Implications for Giant Planet Formation. The Astrophysical Journal, Volumen 853, Número 1.