En busca de una nueva Tierra

25 años atrás, Michael Mayor y Didier Queroz descubrían el primer planeta que orbita alrededor de una estrella similar al sol. Con este hito comenzaba la carrera hacia la búsqueda de un mundo semejante al nuestro, a muchos millones de kilómetros de distancia. Desde el ya lejano 1995, la astronomía se ha volcado en este nuevo campo de conocimiento, dejando una lista de 4104 exoplanetas (o planetas extrasolares) descubiertos hasta la fecha.

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Exoplanetas descubiertos cada año | Wikipedia

Gran parte de la culpa de lo voluminoso de la cifra la tiene el observatorio espacial Kepler. Este telescopio fue lanzado en 2009 con la misión de estudiar la estructura y diversidad de sistemas planetarios y ha descubierto un total 2.739 exoplanetas en sus más de 9 años de vida. En abril de 2018, poco antes del adiós definitivo de Kepler, la NASA lanzó el satélite TESS para que continuara y ampliara la tarea de su predecesor.

El objetivo de estos telescopios es ambicioso: deben detectar planetas que estén situados en órbita alrededor de las estrellas. Es decir, buscan cuerpos pequeños que no emiten luz, al lado de gigantes brillantes. Y, para colmo, las distancias a las que están situados dichos objetos son descomunales: decenas, cientos o miles de años luz.

Así pues, ¿cómo se las han apañado para encontrar tantos de estos cuerpos diminutos y oscuros en los últimos 25 años? Para conseguirlo, se han desarrollado numerosas técnicas de detección de exoplanetas. Ahora bien, a la hora de la verdad, ha habido dos claras dominadoras: el tránsito y las velocidades radiales.

El método del tránsito

Imaginad que observáis fijamente una bombilla encendida. En un momento dado, una mosca pasa justo por delante de ella. En ese instante os llegaría un poco menos de luz a los ojos. En esto consiste, básicamente, el método del tránsito.

Para detectar exoplanetas, se fija el telescopio hacia una estrella en concreto para medir su luminosidad, la cantidad de luz que emite. Si en algún momento un planeta pasa por delante de la estrella en cuestión, éste hará el efecto de la mosca: reducirá ligeramente la luz que recibe nuestro telescopio.

Diagrama explicativo del método de tránsito | NASA
Diagrama explicativo del método de tránsito | NASA

Este método ha sido el que ha dado, de momento, mejor resultado. Con él, se han descubierto un total de 3.137 exoplanetas de distintos tamaños, siendo los de mayor medida los más comunes. Contra más grande sea un planeta, mayor cantidad de luz tapará y más fácil será de detectar. Además, el tránsito permite calcular las dimensiones del planeta en base a las de la estrella, que suelen conocerse con bastante precisión.

El método de las velocidades radiales

Siempre se nos ha dicho que los planetas dan vueltas alrededor del sol. En realidad, esta afirmación no es del todo exacta, ya que el sistema solar gira en torno de su centro de masas. Si pusiéramos a todos sus elementos (Sol, planetas, satélites, asteroides, etc) sobre una bandeja, el centro de masas sería el punto bajo el cual podríamos poner el dedo, y ésta estaría en equilibrio.

Una estrella sola tiene su centro de masas en su propio núcleo, por lo que está quieta. En cambio, si la estrella tiene planetas a su alrededor, su centro de masas está desplazado y, por lo tanto, sufre un ligero movimiento.

Y es justamente esta pequeña oscilación la que permite la detección de planetas gracias al efecto Doppler. Este fenómeno físico hace que la frecuencia de las ondas cambie en función del movimiento de su emisor. Todos lo hemos experimentado alguna vez con la sirena de una ambulancia: a medida que se acerca y aleja, el sonido que llega a nuestros oídos se distorsiona, cambia de tono.

Como la luz es una onda, el movimiento de la estrella hace que su color cambie ligeramente en función de si está acercándose o alejándose de nosotros. Estos cambios de color (y, por lo tanto, de frecuencia) tan imperceptibles permiten conocer si una estrella se mueve y cómo lo hace. Y, como hemos dicho, el movimiento de una estrella implica la existencia de planetas a su alrededor.

El método de las velocidades radiales | ESA
El método de las velocidades radiales | ESA

El método de las velocidades radiales es el segundo más exitoso utilizado hasta la fecha, con un total de 782 exoplanetas detectados. Además, permite establecer la masa mínima del planeta que se haya descubierto.

Por lo tanto, uniendo el método del tránsito y el de las velocidades radiales, se pueden conocer muchas características de un planeta, e incluso estimar su densidad. Con este dato es posible saber el tipo de planeta descubierto: si se trata de un objeto gaseoso o rocoso.

En busca de una nueva Tierra

¿Adónde lleva esta historia? Esta búsqueda infinita no tiene otro objetivo que el de encontrar un planeta rocoso, relativamente pequeño, a una distancia suficiente de su estrella para que no haga mucho frío ni mucho calor. Un planeta en cuya atmósfera haya agua. También moléculas orgánicas. Quizás, incluso, óxígeno. En definitiva: una nueva Tierra.

Con este fin (entre muchos otros) se está diseñando y construyendo la llamada nueva generación de telescopios, un conjunto de observatorios descomunales. El primero en lanzarse será el James Webb Space Telescope (JWST), previsto para el año 2021, cuyo progreso puede seguirse en directo.

Esta historia se empezó a escribir con un objetivo, con un sueño. El de darnos cuenta que no somos únicos ni especiales. Con Webb en el cielo, se espera, por fin, responder a una de las grandes preguntas del ser humano: ¿existe otro mundo capaz de albergar vida?

Marc Masip (@MasipMarc)

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