Otros mundos como la Tierra

Desde que los astrónomos suizos Michel Mayor y Didier Queloz anunciaran, en 1995, el descubrimiento del primer planeta extrasolar o exoplaneta, diferentes grupos de investigadores de todo el mundo se lanzaron a la caza de planetas orbitando alrededor de estrellas cercanas. Ya se han detectado varios centenares de exoplanetas de manera indirecta. La mayoría se han descubierto observando los pequeños bamboleos que sufre una estrella como consecuencia del tirón gravitatorio que produce un planeta en órbita. Si la masa del planeta es pequeña, el movimiento de la estrella también será pequeño pero detectable con la instrumentación adecuada. La velocidad de alejamiento o acercamiento de una estrella en la línea visual se conoce como velocidad radial. Se puede medir haciendo uso del efecto Doppler: si un objeto luminoso se aleja, el observador percibe su radiación desplazada hacia el rojo (longitudes de onda más largas), mientras que si se acerca, su luz es más azulada al detectarse a longitudes de onda más cortas. Haciendo uso de medidas de la velocidad radial de la estrella con precisiones próximas a 1 m/s se han detectado centenares de planetas en torno a otras estrellas. La mayoría de los planetas detectados de este modo son gigantes, como lo es Júpiter en nuestro Sistema Solar y, en muchos casos, se puede inferir la existencia de sistemas formados por diferentes planetas orbitando una misma estrella.

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Diagrama de color-color en el que se sitúan los planetas del Sistema Solar. El azul de la Tierra la hace distinguible del resto. / NASA/GSFC

Otro de los métodos por el que se están descubriendo exoplanetas consiste en observar la disminución temporal de brillo de una estrella como consecuencia del tránsito del planeta por delante de ella. Con este método, David Charbonneau, de la Universidad de Harvard, y su equipo han detectado un planeta con un radio solo 2,7 veces más grande que el de la Tierra. Probablemente el 50% de la masa de ese planeta es agua que rodea un núcleo de hierro y níquel. No es un planeta como la Tierra, pero sí que representa un paso importantísimo en la apasionante búsqueda de otros mundos semejantes al nuestro.

«Los planetas que muestren el color azul característico de la Tierra podrían disponer de una atmósfera adecuada para la vida y, por tanto, será a los que habrá que estudiar con más detalle»

Recientemente, un equipo de astrónomos de la Universidad de California en Santa Cruz y de la Institución Carnegie de Washington anunciaron que habían detectado un planeta potencialmente habitable, girando en torno a una estrella diferente del Sol. Este es el primer exoplaneta detectado en el que sería posible –aunque bastante improbable– que se pudiera desarrollar algún tipo de vida, ya que al parecer se encuentra en la zona de habitabilidad de su estrella. Esta zona es el rango de distancias a la estrella en el que un planeta podría contener agua líquida. Para el Sistema Solar, es la zona que alberga la órbita de la Tierra. Venus, por estar demasiado cerca del Sol, y Marte, por estar demasiado lejos, quedan fuera de la zona de habitabilidad. La estrella en la que se ha encontrado este planeta se llama Gliese 581 y está a veinte años luz. Tiene seis planetas orbitándola, pero los astrónomos no los han visto, solo han detectado las variaciones periódicas de su velocidad radial y han podido identificar períodos superpuestos correspondientes al tirón gravitatorio de cada uno de los planetas que la rodean. Al parecer, el planeta que estaría en la zona de habitabilidad tarda solo 37 días en girar alrededor de la estrella y, muy probablemente, gire sobre sí mismo en el mismo tiempo: un día duraría como un año en el planeta Gliese 581 g, que es así como se llama. La estrella iluminaría siempre la misma cara del planeta. Esa cara estaría muy caliente. En la otra sería siempre de noche y haría mucho frío. Si el planeta tuviera atmósfera, los vientos templarían algo su temperatura, pero eso no lo sabemos. Los resultados en ciencia necesitan ser replicados por otros grupos y solo así se confirman y forman parte del consenso científico. La ciencia avanza de este modo y el escrutinio colectivo es necesario para garantizar la fiabilidad. Al parecer, científicos del Observatorio de Ginebra no encuentran evidencias de la existencia del planeta Gliese 561 g, pero al mismo tiempo admiten «que no pueden probar que no exista». La ciencia no permite titulares apresurados. Serán necesarias muchas más observaciones y análisis de los datos para que el descubrimiento se confirme definitivamente o se marchite en el olvido.

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Concepción artística del Terrestrial Planet Finder. / NASA/JPL

Los planetas del Sistema Solar tienen, cada uno, un color característico. Mercurio es grisáceo, Venus es blanco brillante, la Tierra es azul pálido, Marte es rojo, Júpiter es naranja con bandas blanquecinas y marrones, Saturno es amarillo pálido, Urano es azul turquesa y Neptuno azul marino. Los colores se deben, en la mayoría de los casos, a la composición de la atmósfera del planeta. Las moléculas que constituyen la atmósfera terrestre dispersan o esparcen con mucha más eficiencia los rayos de luz que los rojos, por eso la atmósfera terrestre se ve azul tanto desde la superficie de la Tierra, como desde el espacio, tal y como la ven los astronautas. En el caso de Urano y Neptuno, la composición de su atmósfera, rica en metano, es también la responsable de su color, mientras que Marte, que carece prácticamente de atmósfera, es rojizo como consecuencia del óxido de hierro que abunda en su superficie. Un estudio reciente, llevado a cabo por la astrónoma de la NASA Lucy McFadden y una estudiante graduada en UCLA, Carolyn Crow, describe un sencillo modo para distinguir entre los planetas de nuestro Sistema Solar basándose en la información del color. Planetas que muestren el color azul característico de la Tierra podrían disponer de una atmósfera adecuada para la vida y, por tanto, serán estos los que habrá que estudiar con más detalle.

Existen dos proyectos científicos, todavía en fase de estudio, cuyo objetivo es llegar a encontrar planetas como la Tierra orbitando estrellas cercanas: el Terrestrial Planet Finder o Buscador de Planetas Terrestres de la NASA y la misión Darwin de la Agencia Espacial Europea. Estas misiones están concebidas como flotillas de telescopios espaciales que llevarán a bordo una tecnología capaz de analizar las atmósferas de los planetas y buscar en ellas indicadores biológicos. El problema fundamental que hay que salvar para hacer una observación directa de un exoplaneta es la luz cegadora de la estrella que lo acompaña. Las «exoTierras», observadas desde decenas de años luz de distancia, se encuentran a tan poca separación angular de sus estrellas que parece imposible llegar a distinguir la pequeña mota de luz del planeta. Los telescopios espaciales que se han diseñado para estas misiones utilizan un procedimiento que se conoce como interferometría de cancelación, mediante el cual es posible eliminar la luz de la estrella, aumentando así el contraste unos diez mil millones de veces y haciendo que el planeta sea observable. Además, estos instrumentos podrán analizar la luz que proviene de las atmósferas planetarias por medio de espectroscopia y establecer así su composición química. El estudio de las bandas del dióxido de carbono, vapor de agua, ozono y metano servirá para establecer pistas sobre la posibilidad de actividad biológica en la superficie del planeta. Se podría incluso llegar a detectar moléculas orgánicas o signos de clorofila y deducir, por tanto, si existe en el planeta actividad fotosintética similar a la de las plantas en la Tierra y, seguramente concluiremos, como intuyó Giordano Bruno hace más de 600 años, que «esos otros mundos en el Universo no son peores ni menos habitables que nuestra Tierra».

© Mètode 2011 - 68. Después de la crisis - Número 68. Invierno 2010/11
Catedrático de Astronomía y Astrofísica. Observatorio Astronómico de la Universitat de València.