La caza de planetas habitables: el camino hacia otros mundos
Desde que la astronomía exoplanetaria despegó, uno de sus sueños más ambiciosos ha sido encontrar planetas rocosos y situados en zonas habitables, donde podría existir agua líquida y, por ende, vida tal como la conocemos. El catálogo de estrellas objetivo (Target Star Catalog) de la NASA identifica aquellas estrellas cercanas y favorables para que futuros telescopios, como el Habitable Worlds Observatory (HWO), puedan observar directamente planetas similares a la Tierra, estudiando incluso sus atmósferas en busca de señales de vida.
¿Cómo seleccionamos a qué estrellas mirar?
Con tal de maximizar las posibilidades de éxito, los astrónomos priorizan estrellas que tengan zonas habitables lo suficientemente separadas del brillo estelar para permitir la detección directa, y que además sean lo bastante cercanas y brillantes como para que un planeta del tamaño de la Tierra sea observable con espectroscopía. En su propósito, la HWO fue recomendada como la próxima gran misión espacial para encontrar y caracterizar exoplanetas habitables, siguiendo al Nancy Grace Roman Telescope.
Métodos de detección clave
Existen varias técnicas que los científicos usan para descubrir exoplanetas:
- Tránsito: Las primeras detecciones mediante fotometría de tránsito se realizaron en 1999. Los exoplanetas «en tránsito» se detectan cuando pasan por delante de su estrella anfitriona, lo que provoca una disminución de la luz estelar desde el punto de vista del observador. El tránsito se repite, con un intervalo de tiempo que depende del tiempo que tarda el exoplaneta en orbitar alrededor de su estrella.
- Velocidad radial: mide el movimiento oscilante de una estrella causado por la presencia de un planeta. El exoplaneta 51 Pegasi b fue identificado desde un observatorio terrestre gracias a la detección de pequeñas «oscilaciones» en el movimiento de su estrella. Estas variaciones se deben a la fuerza gravitatoria ejercida por el planeta, ya que tanto la estrella como el planeta giran alrededor de un centro de masa compartido. Visto a distancia, este fenómeno hace que la estrella parezca acercarse y alejarse del observador. Como consecuencia, su luz se percibe ligeramente más azul al acercarse y un poco más roja al alejarse. Este desplazamiento en la frecuencia de la luz se denomina efecto Doppler, el mismo fenómeno responsable de que la sirena de una ambulancia cambie de tono al pasar a gran velocidad. Durante los primeros años de investigación, la mayoría de los exoplanetas fueron descubiertos mediante este método.
- Imagen directa: separa la luz del planeta de la de su estrella para observarlo directamente. Aunque este método resulta especialmente difícil en longitudes de onda ópticas, ya que el planeta, relativamente tenue, puede perderse en el resplandor de la estrella anfitriona, mucho más brillante. Sin embargo, se han desarrollado instrumentos que bloquean la luz de la estrella y se han detectado más de 60 planetas de esta manera. La mayoría de exoplanetas confirmados han sido descubiertos empleando los dos métodos descritos previamente.
- Microlente gravitacional: este método se basa en la alineación fortuita de dos estrellas con respecto al observador. Cuando una de ellas pasa detrás de la otra, la estrella más cercana funciona como una lente, desviando la luz y provocando un aumento gradual de brillo que luego disminuye suavemente. Si existe un planeta orbitando la estrella en primer plano, su gravedad también altera la trayectoria de la luz, generando un pico característico en la curva de luminosidad. Gracias a este procedimiento se han descubierto más de 130 planetas. Sin embargo, estas detecciones no pueden repetirse, ya que la alineación exacta entre las estrellas no vuelve a ocurrir.
- Astrometría: consiste en seguir el movimiento de una estrella mediante mediciones extremadamente precisas. Gracias a esta técnica es posible detectar exoplanetas al observar pequeños desplazamientos en la posición de la estrella, producto de su bamboleo alrededor del centro de masa común. La diferencia fundamental entre la astrometría y el método de velocidad radial radica en el ángulo desde el que observamos el sistema planetario. Si lo contemplamos “desde arriba”, notamos el desplazamiento de la estrella alrededor del centro de masa, lo que permite aplicar la astrometría. En cambio, si lo miramos “de lado”, lo que percibimos son los cambios en el color de la luz estelar —más roja o más azul—, y en ese caso utilizamos el método de velocidad radial. La orientación de cada sistema respecto a nosotros determina qué técnica es viable. Como la astrometría exige datos de altísima precisión, difíciles de obtener, hasta ahora solo se han descubierto unos pocos planetas por este medio.
Los descubrimientos de exoplanetas vienen de la mano del uso de telescopios espaciales. Al estar fuera de la atmósfera terrestre, estos instrumentos evitan las distorsiones que se sufren desde el suelo y pueden observar de manera continua las estrellas objetivo. Uno de los pioneros fue Corot (2006–2013), un proyecto franco-europeo que utilizó el método del tránsito para detectar planetas que pasaban delante de sus estrellas. Descubrió 37 mundos, entre ellos el primer planeta rocoso confirmado (aunque demasiado abrasador para ser habitable).
Misiones como Kepler y TESS también han permitido un importante impulso en este campo. Kepler detectó miles de candidatos y confirmados, incluyendo varios en zonas habitables, mientras que TESS se enfoca en estrellas cercanas y brillantes, generando objetivos ideales para misiones de seguimiento.
Pero no solo las misiones “cazaplanetas” han aportado. El Hubble y el Spitzer, aunque diseñados para otros fines, también lograron estudiar tránsitos y hasta las atmósferas de algunos exoplanetas. Hoy, el James Webb está llevando esta tarea a un nivel sin precedentes, analizando con gran detalle la composición de esos mundos.
El satélite Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), totalmente integrado, que se lanzó en 2018 con el objetivo de encontrar miles de nuevos planetas que orbitan alrededor de otras estrellas.
Los 26 sectores de observación del cielo previstos para TESS:
Fuentes:
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Redes colaborativas y misiones futuras
Además de las misiones espaciales, también colaboran redes internacionales profesionales y amateurs. Por ejemplo, el Habitable Exoplanet Hunting Project vigila estrellas cercanas 24/7, buscando tránsitos y variaciones en el tiempo de tránsito. Wikipedia
Otro proyecto relevante es CARMENES, desde el Observatorio de Calar Alto (España), que utiliza espectroscopía Doppler para buscar planetas rocosos alrededor de enanas rojas. Ha hallado candidatos prometedores como Teegarden b y Gliese 357 d. Wikipedia
Ejemplos destacados
- TOI-700 d (y TOI-700 e): descubiertos por TESS, orbitan una enana roja situada a unos 100 años luz. TOI-700 d es de tamaño terrestre y está en la zona habitable; TOI-700 e fue confirmado en 2023. Wikipedia
- Kepler-62 f: un «super-Tierra» en la zona habitable del sistema Kepler-62, a unos 980 años luz de distancia. Wikipedia
- Sistema de Barnard: a solo 6 años luz, se detectaron cuatro planetas rocosos, pero ninguno está en la zona habitable: todos orbitan demasiado cerca de su estrella y serían demasiado calientes. Reuters
Target Star Catalog (TSC)
El Target Star Catalog (TSC) estima las estrellas más accesibles para que la HWO realice observaciones directas de exoplanetas habitables. Este catálogo se actualizará conforme se obtenga más información científica.
Stephen Carney
Un reciente estudio identificó 164 estrellas cercanas (menos de 25 parsecs) como los objetivos más prometedores, analizando desde propiedades estelares hasta flujos UV, X-ray y composición química relevantes para evaluar la habitabilidad.
Caleb K. Harada
