Con el lanzamiento de la misión europea CHEOPS, comienza una nueva era en la exploración de planetas fuera del sistema solar. Cada vez más ambiciosos, los telescopios buscan lo que aún nadie ha hallado: mundos extraterrestres parecidos al nuestro.
Hace 25 años, el universo era un lugar pequeño. Al menos, para el ser humano. Por entonces, solo se conocían ocho planetas, además de la Tierra: Mercurio, Venus, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón, que aún no había sido degradado a la categoría de planeta enano.
Hasta que una fría noche de enero de 1995, Didier Queloz expandió la familia: con un pequeño telescopio de 1,9 metros del Observatorio de Haute Provence en Francia, este astrónomo suizo detectó los primeros indicios claros de la presencia de un planeta orbitando en torno a una estrella fuera de nuestro sistema solar: 51 Pegasi, a 50 años luz de distancia de la Tierra.
“En un momento, era el único en el mundo que sabía que había encontrado otro mundo”, recordó más tarde en una entrevista. “Estaba realmente asustado”.
El investigador pasó el resto de 1995 asegurándole a su asesor, el astrónomo Michel Mayor, y a sí mismo que la señal hallada –un tenue tambaleo de luz– no había sido un error de los instrumentos. Publicó su artículo sobre aquella gran bola de gas similar a Júpiter –hoy rebautizado como Dimidio– en octubre de aquel año.
“El descubrimiento del primer exoplaneta fue un paso adelante para entender nuestro lugar en el universo”, señaló hace unos meses Queloz después de que le comunicaran que había ganado el Premio Nobel de Física 2019 por su hallazgo.
Desde entonces, se han descubierto 4.150 mundos que giran alrededor de estrellas lejanas. “El descubrimiento del primer exoplaneta fue una gran alegría, pero a la vez marcó un duro golpe para la humanidad”, recordó el físico Christopher Broeg en el World Science Forum que tuvo lugar a finales de 2019 en Budapest, Hungría. “Nos mostró que nuestra especie no es especial en absoluto. No somos tan importantes en el cosmos”.
Según este investigador de la Universidad de Berna, estamos en el inicio de una nueva era, una cacería de planetas extrasolares que tiene como protagonista a la flamante misión CHEOPS, el primer satélite europeo dedicado al estudio de exoplanetas, que despegó en diciembre de 2019 con tecnología española. “Su objetivo será observar estrellas brillantes y cercanas que ya sabemos que albergan mundos que giran en torno a ellas”, indicó el gerente de proyecto de este telescopio espacial de 1,5 metros de largo. “Nos centraremos en los tránsitos planetarios de mundos grandes como Neptuno y de tamaños comparables al de la Tierra”.
Línea de tiempo de la exploración de exoplanetas. / ESA
Si bien Didier Queloz abrió la ventana, el gran responsable del bum de exoplanetas fue el telescopio espacial Kepler, jubilado en noviembre de 2018 después de quedarse sin combustible.
En sus nueve años de actividad, este observatorio detectó el 70 % de los planetas conocidos fuera del sistema solar. “Kepler observó más de 150.000 estrellas en busca de pequeños descensos en el brillo que podrían ser causados por un planeta”, recuerda el científico espacial Jack Lissauer de esta misión de la NASA. “Detectamos de miles planetas más pequeños que Neptuno. Muchos de ellos, rocosos. Descubrimos que muchos sistemas planetarios son planos, como el sistema solar. Los planetas y los sistemas planetarios son extremadamente diversos”.
El telescopio Kepler marcó una revolución astronómica. Gracias a él, hoy sabemos que en promedio, cada sistema estelar tiene un planeta a su alrededor. Esto llevó a investigadores de la Universidad Penn State en Estados Unidos a estimar que la Vía Láctea podría albergar 10 mil millones de mundos similares a la Tierra.
Los planetas encontrados por este observatorio espacial son de lo más diversos. K2-18b, por ejemplo, se encuentra a 110 años luz de distancia de nuestro planeta. Orbita una estrella enana roja cada 33 días y contiene cantidades significativas de vapor de agua en su atmósfera, según anunció este año el astrónomo Angelos Tsiaras de la University College de Londres.
En cambio, el exoplaneta Kepler-22b podría ser un mundo oceánico. Ubicado a 600 años luz de distancia de la Tierra, fue encontrado en 2011 y se encuentra en lo que se denomina ‘zona habitable’, la región alrededor de una estrella en la que un planeta podría mantener agua en estado líquido.
Pero, si bien descubrió miles de planetas, el telescopio Kepler tenía una desventaja: las estrellas que observó son muy débiles, lo que hizo que resultara difícil hacer observaciones de seguimiento o medir la masa de los planetas.
Para subsanar este error se lanzó el 18 de abril de 2018 otro voyeur espacial: el telescopio TESS (siglas de Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito, en español). En poco más de un año, este instrumento de la NASA ha observado estrellas brillantes relativamente cerca de la Tierra y ha logrado identificar más de 1.200 candidatos planetarios, 29 de los cuales los astrónomos ya han confirmado como planetas.
Cada 13,7 días, el telescopio da una vuelta alrededor de la Tierra. Durante ese tiempo escanea el cielo. Entre sus hallazgos destaca el exoplaneta GJ 357d, ubicado a una distancia de 31 años luz. Se trata de una supertierra con seis veces la masa de nuestro mundo.
La vida útil de este telescopio fue extendida hasta 2022. Durante 2020, completará un mapa del hemisferio norte y acumulará datos de los exoplanetas más prometedores para que vuelvan a ser observados por la nueva joya de la astronomía estadounidense: el telescopio James Webb, que será lanzado –después de varias postergaciones– el 30 de marzo de 2021.
La nave espacial ARIEL de la Agencia Espacial Europea despegará en 2028. / ESA.
“Hasta el momento nadie ha encontrado exoplanetas como la Tierra”, señala con énfasis y algo de decepción Jack Lissauer. Se trata del gran objetivo perseguido por las agencias espaciales en este nuevo capítulo de la cacería de mundos alienígenas que se abre.
Según el astrónomo argentino Rodrigo Díaz, quien lideró la investigación que derivó en el descubrimiento del exoplaneta Gliese 411 b, “el campo está pasando de una era de detección en la que encontramos miles de exoplanetas a una era de caracterización en la que buscamos entenderlos en muchos detalles para saber cómo se formaron”.
Ahora los científicos saben algo que desconocían hace 25 años: que los planetas son abundantes en la galaxia. “Las supertierras, es decir, los planetas con tamaños entre la Tierra y Neptuno, son los exoplanetas más comunes”, asegura Giovanna Tinetti, profesora de Física y Astronomía en la University College de Londres. “Estas décadas de grandes hallazgos han despertado nuevas preguntas: ¿De qué están hechos los exoplanetas? ¿Cómo es el clima allí? ¿Por qué son tan diversos? ¿Cómo se formaron? ¿Son habitables?”.
Y obviamente: “¿Hay vida allí?”. Estos interrogantes impulsan a misiones como CHEOPS, así como a los proyectos que le seguirán en breve y que componen una hoja de ruta de la nueva cacería: además del telescopio James Webb, se avecinan nuevos y ambiciosos cazadores alienígenas.
Agendada para 2026, la misión europea PLATO –acrónimo de PLAnetary Transits and Oscillations of Stars– buscará sin descanso planetas rocosos y también mundos ubicados en órbitas más lejanas a su estrella.
Mientras que el telescopio ARIEL (Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey), planeada para 2028, examinará la morfología de los exoplanetas para entender cómo se formaron y cómo evolucionan.
Los astrónomos esperan algún día poder detectar directamente exoplanetas, en lugar de tener que inferir su existencia a través de estudios de tránsito o velocidad radial. Y ya sueñan con un observatorio espacial capaz de hacerlo: el LUVOIR (siglas de Large UV Optical Infrared Surveyor). Por ahora es solo un concepto de la NASA, pero podría hacerse realizada a fines de 2030.
Hasta que despeguen estos ambiciosos observatorios, CHEOPS –el faraón de la caza de exoplanetas– buscará mundos distantes y extraños. Y lo hará acompañado de la ilusión de miles de niños y niñas.
Dibujos realizados por niños, grabadas en las placas de titanio del telescopio CHEOPS. Crédito: ESA / Universidad de Berna
Entre mayo y octubre de 2015, se organizó un concurso para escolares de 8 a 14 años de los estados miembros y cooperantes de la ESA. Cada participante tenía que enviar un dibujo que representara su visión de la conquista del espacio o los exoplanetas. Entre todas las contribuciones recibidas, se seleccionaron 2.700 dibujos. Un equipo de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Berna miniaturizó las ilustraciones y los grabó en dos placas de titanio de 18 cm de ancho y 24 cm de alto que escoltan al satélite en su observación de soles distantes y en la búsqueda de posibles hogares de extrañas formas de vida.
Si bien los astrónomos ya habían capturado alrededor de dos docenas de imágenes ampliadas de este tipo de estrellas, es la primera vez que llegan a observar una de ellas en detalle.
Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias, en colaboración con entidades como la NASA, han detectado el planeta más joven jamás hallado. Se trata de un gigante que gira alrededor de una estrella de “tan solo” tres millones de años. Los resultados los publica esta semana la revista Nature.
