En busca de una nueva Tierra

Publicado por el Sep 14, 2009

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«Estamos a punto de descubrir muchos mundos como el nuestro», dijo a ABC hace apenas unos meses James F. Kasting, geoìlogo, experto en atmoìsferas y habitabilidad planetarias y una de las voces más autorizadas a la hora de decir cuáles son las condiciones que debe reunir un mundo lejano para que resulte habitable por el hombre. Entre otros especialistas, Kasting, profesor de la Universidad de Pensilvania, se encuentra estos días en Barcelona para participar en el Congreso “Pathway towards Habitable Planets” (El camino hacia los Planetas Habitables), que hasta el día 18 reunirá a los principales expertos sobre el tema en Cosmocaixa.

Este congreso, aseguran los organizadores, servirá para definir el camino a seguir para descubrir y caracterizar los primeros planetas extrasolares en condiciones de ser habitados por nuestra especie. Pero no sólo eso. Se trata también de hallar, por fin, formas de vida fuera de nuestro Sistema Solar. Un hito que, según la mayor parte de los científicos, podría hacerse realidad en el transcurso de las dos próximas décadas.

“¿Le gustaría quedarse dormido y despertar dentro de, digamos, 200 años?”, le pregunté entonces a Kasting. “Seguro que entonces tendremos gran parte de las respuestas -respondió él-. Pero me conformaría con dormirme 20 años. En ese tiempo creo que tendermos ya respuestas importantes. Estamos a punto de localizar no uno, sino muchos planetas parecidos a la Tierra. Y mi objetivo es mantenerme vivo el tiempo suficiente para verlo”.

La búsqueda de exoplanetas es una de las últimas revoluciones de la astronomía y, a la vez, la 
realización de un sueño que hasta hace poco más de una década parecía 
inalcanzable. Una vez más, es la tecnología que está a disposición de los 
estudiosos del cielo (junto a enormes dosis de imaginación e ingenio) la que 
está consiguiendo convertir en realidad lo aparentemente imposible.

Hoy, en 
efecto, hemos conseguido «ver» lo que sucede alrededor de otros soles, 
estudiar decenas de sistemas planetarios en plena formación y observar 
cientos de mundos individuales alrededor de estrellas lejanas. Desde el año 
1993, unos 350 planetas externos al Sistema Solar han sido localizados, 
estudiados y clasificados por los astrónomos. El más cercano a nosotros, 
Epsilon Eridani, gira alrededor de la estrella del mismo nombre, a una 
distancia de 10,4 años luz. El más lejano, OGLE-TR-56b, está bastante más 
lejos, a 17.000 años luz de la Tierra. 


Todo comenzó en 1993, cuando el astrónomo polaco Alexander Wolszczan anunció 
el descubrimiento de tres grandes objetos en órbita del pulsar PSR 1257+12. 
Un pulsar es lo que queda de una estrella después de que explote en forma de 
supernova, un denso núcleo de neutrones que gira a gran velocidad y que 
emite, de ahí su nombre, «pulsos» electromagnéticos a intervalos regulares. 
Como auténticos «faros espaciales», estos objetos fascinan a los científicos 
desde hace décadas.

Para Wolszczan, los cuerpos que descubrió alrededor de 
PSR 1257+12 también podían atribuirse a la explosión estelar que originó el 
pulsar. Por supuesto, no se trataba de planetas como el nuestro, sino de 
objetos de grandes dimensiones, de tamaños comparables al de estrellas 
pequeñas, formados, además, durante un episodio catastrófico y girando 
alrededor de una estrella moribunda. Un primer paso para la ciencia, pero 
que no tenía nada que ver con un sistema planetario como el nuestro. La 
carrera, sin embargo, había empezado y ya no volvería a detenerse. 


El primer planeta descubierto alrededor de una estrella del tipo de nuestro 
Sol fue anunciado el 6 de octubre de 1995 por los astrónomos suizos Michel 
Mayor y Didier Queloz. Se trataba de un gigante gaseoso, cientos de veces 
mayor que Júpiter, localizado en una órbita muy cercana a 51 Pegasi, una 
estrella que está a 47,9 años luz de distancia de la Tierra. El planeta (arriba) fue 
bautizado como 51 Pegasi b.

Al mismo tiempo, otro equipo científico, esta 
vez norteamericano, trabajaba febrilmente en su propio descubrimiento 
planetario, pero no logró adelantarse al grupo suizo. Liderado por Geoffrey 
Marcy, de la Universidad de California, el equipo anunció dos nuevos 
planetas extrasolares apenas unos meses después de que lo hicieran Mayor y 
Didier.


Nuevos mundos

Los nuevos descubrimientos no se hicieron esperar. A un ritmo cada vez 
mayor, astrónomos de todo el mundo empezaron a buscar, y a encontrar, nuevos 
mundos alrededor de estrellas lejanas. La resolución de los instrumentos y 
la puesta a punto de nuevas técnicas de detección ha ido permitiendo, 
además, ir afinando la búsqueda y localizar planetas cada vez más parecidos, 
en cuanto a características físicas, a nuestro propio hogar en el espacio.


Sin embargo, hubo que esperar hasta junio de 2005 para que los científicos 
anunciaran el primer «planeta terrestre», es decir, sólido y no gaseoso, 
fuera del Sistema Solar. Se trata de Gliese 876 d, (arriba), recuerda a Neptuno, es 
unas ocho veces mayor que la Tierra y es el tercer mundo que se descubre 
alrededor de la estrella Gliese 876, una enana roja (más pequeña y fría que 
el Sol) que se encuentra en la constelación de Acuario, a 15 años luz de 
distancia. Los otros dos planetas de este sistema (Gliese 876 b y Gliese 876 
c) están más lejos de la estrella y son gigantes gaseosos. 


Para quien se esté preguntando cómo es posible «observar» planetas que se 
encuentran a distancias tan enormes, aclararemos que no se trata de 
observaciones directas, como las que podemos hacer de Marte o la Luna. Para 
que un telescopio pudiera «ver» directamente un mundo más allá del Sistema 
Solar, su espejo principal debería ser enormemente grande, mayor incluso de 
cien metros, lo cual resulta imposible de conseguir con la tecnología 
actual.


Nuevas técnicas


Pero existen otras formas de darse cuenta de la presencia de estos ansiados 
mundos exteriores. Una de ellas, gracias a la cual se realizaron los 
primeros hallazgos, se basa en la mutua atracción que dos cuerpos ejercen 
uno sobre otro. Cuerpos que, en este caso, serían el planeta que se quiere 
ver y la estrella alrededor de la cual gira.

Los primeros «cazadores de 
planetas» midieron, en efecto, las pequeñas perturbaciones gravitatorias 
sufridas por las estrellas que poseen planetas gigantes. 
Los cálculos permiten saber, a partir de dichas perturbaciones, el tamaño 
del planeta en cuestión y su posición en relación a la estrella a cuyo 
sistema pertenece. El método, sin embargo, aunque efectivo, sólo es capaz de 
identificar a los mundos más grandes. Jamás se podría encontrar así un 
planeta como la Tierra.


Más reciente y sofisticado es el método que consiste en medir la luminosidad 
de las estrellas, que disminuye cuando un planeta «cruza» por delante y se 
sitúa entre esas estrellas y nuestra propia posición. Es precisamente la 
técnica utilizada por el satélite europeo «Corot», lanzado por la ESA 
para detectar mundos lejanos.


Estos «tránsitos planetarios» permiten, si son lo suficientemente precisos, 
determinar la masa de los planetas a base de la disminución del brillo de 
sus estrellas cuando pasan por delante de ellas. Pero tampoco se podría encontrar 
así un mundo como el nuestro. Se ha calculado que un planeta del tamaño de 
Júpiter, el gigante de nuestro Sistema Solar, sólo provocaría una 
disminución de un uno por ciento del brillo de una estrella similar al Sol.


Un hogar en el espacio


Hasta ahora, el primer paso hacia la búsqueda de planetas como el que nosotros 
habitamos fue dado a principios de 2006, cuando un consorcio internacional 
de astrónomos anunció el descubrimiento de un mundo helado, mucho más 
pequeño que Neptuno, localizado en la región central de nuestra galaxia. 
En febrero de 2007 se consiguió por primera vez determinar la composición atmosférica de un exoplaneta. Se trataba del gigante HD 209458b, un mundo a 150 anÞos luz de la Tierra (arriba) y más de 200 veces mayor que ella. El vídeo introductorio muestra una reconstrucción de estelejano mundo.

Poco después, en abril de ese mismo año, un equipo de astroìnomos de Suiza, Francia y Portugal anunciaba el descubrimiento del primer planeta extrasolar que podriìa, por lo menos hipoteìticamente, ser habitado por el hombre. Se trataba de un mundo rocoso, apenas un 50% mayor que la Tierra, a unos 150 años luz de distancia y situado en la “zona de habitabilidad” de su estrella, la ya bien conocida enana roja Gliese 581. El planeta, además, tenía (y tiene) todo lo necesario para poseer agua liìquida, una de las condiciones consideradas imprescindibles para la vida. Su reconstrucción puede apreciarse en el vídeo sobre estas líneas.

Otro importante hito se consiguió el pasado mes de marzo, cuando el Hubble logró, por primera vez en la historia, vapor de agua y moléculas orgánicas (metano) en la atmósfera de un planeta extrasolar. El hallazgo se produjo en HD 189733b otro viejo conocido de los astroìnomos. A 63 anÞos luz de la Tierra, en la constelacioìn Vulpeìcula, este planeta extrasolar de tamanÞo parecido a Juìpiter (sobre estas líneas) fue descubierto por un grupo de investigadores franceses el 6 de octubre de 2005. Y desde entonces ni ellos ni cientos de colegas de todo el mundo han dejado de observarlo con cuidada atencioìn.

El metano puede jugar un papel de crucial importancia en la quiìmica prebioìtica, esto es, en la serie de reacciones quiìmicas que se consideran necesarias para que surja la vida tal y como nosotros la conocemos. El autor del descubrimiento, Mark Swain, que en un trabajo anterior, publicado en diciembre del anÞo pasado, ya indicoì que la atmoìsfera de HD-189733b pareciìa contener vapor de agua, ya no tiene dudas al respecto. “Con esta observacioìn -afirma Swain- ya no existen dudas sobre si hay agua alliì o no: El agua estaì presente”.

Cada vez más investigadores opinan que muy pronto estaremos en condiciones 
de comparar nuestro mundo con otros similares, y de establecer teorías mucho 
más sólidas sobre nuestros orígenes. A ello ayudará, sin duda toda una 
flotilla de telescopios espaciales que serán lanzados tanto por Estados 
Unidos como por Europa con el objetivo principal de encontrar planetas como 
el nuestro. 
Mark Swain, cientiìfico del Jet Propulsion Laboratory, de la NASA, pudo determinar tambieìn la presencia de dioìxido y monoìxido de carbono en HD 189733b, un paso de excepcional importancia en la carrera hacia la buìsqueda de formas de vida fuera de la Tierra.

Por último, a principios de este mismo año los astrónomos se dieron cuenta de que en una vieja imagen tomada hace ya once años por el telescopio espacial Hubble aparecía HR 8799b, un exoplaneta algo mayor que Júpiter y a 129 años luz de distancia que había sido “descubierto” apenas un año antes. Se trata de la primera imagen directa que existe de un planeta extrasolar (arriba), aunque los astrónomos están convencidos de que encontrarán más al revisar con más cuidado la colección de imágenes del Hubble.

Una búsqueda difícil

Las características propias de cada sistema planetario pueden ser muy 
variadas y dependen de un amplio abanico de procesos químicos y físicos, de 
la intensidad de los campos magnéticos, de las turbulencias y la composición 
de las nubes originales de polvo y gas… 
La Ciencia no dispone aún de datos definitivos que permitan predecir la 
frecuencia con la que se produce la formación planetaria o la manera en que 
los planetas, cuando existen, distribuyen sus masas y sus órbitas alrededor 
de las estrellas.

Este límite en nuestras posibilidades de conocimiento se 
debe, naturalmente, al hecho de que la mayor parte de los modelos 
científicos de que disponemos en la actualidad se basan en el estudio del 
único ejemplo que conocemos, nuestro propio Sistema Solar. Y hasta que no 
podamos compararlo con otros parecidos, ni siquiera estaremos en condiciones 
de saber si el nuestro es un sistema planetario corriente o si, por el 
contrario, presenta alguna característica que lo convierte en único y 
excepcional. 


Por eso resulta tan importante la búsqueda de mundos como el nuestro. Si la 
Ciencia encontrara algún planeta potencialmente habitable, o varios, o un 
gran número de ellos, podríamos establecer las características que la clase 
de mundos que los humanos podemos ocupar deben tener.

Planetas habitables

El problema, claro, es saber dónde hay que mirar para conseguirlo. ¿Qué es 
exactamente lo que hace que un planeta sea habitable? ¿Existen alrededor de 
las estrellas zonas privilegiadas en los que mundos como el nuestro puedan 
florecer? Los astrónomos, por un lado, parecen estar de acuerdo en que, para 
que haya vida, lo primero que hay que hacer es determinar la presencia de 
agua en estado líquido. Y esa es una característica que depende en gran 
medida del tipo de estrella alrededor de la que un planeta gire.


Rodeando cada estrella, y dependiendo de factores como su tamaño o 
temperatura, existe lo que los científicos llaman “zona habitable“, es 
decir, el área concreta en la que sería posible que se formara un planeta 
con agua en estado líquido. Los mundos que se encuentran fuera de esta zona 
quedan, en principio, descartados como candidatos.
 En efecto, si un planeta estuviera más cerca de su estrella y fuera de la 
«zona habitable», estará tan caliente que cualquier resto de agua se 
evaporaría al instante, como es el caso de Venus o de Mercurio dentro de 
nuestro Sistema Solar.

Si, por el contrario, el planeta estuviera más lejos, 
estaría tan frío que el agua sólo sería posible en forma de hielo, como 
sucede, por ejemplo, en Marte. 

Para nuestro Sol, la zona habitable se encuentra exactamente entre las 
órbitas de Venus y Marte. Un lugar que ocupa nuestro propio mundo, la 
Tierra.

El segundo factor importante es el tamaño y la masa del planeta candidato. 
Los mundos con menos de la mitad de la masa terrestre no tienen gravedad 
suficiente para retener una atmósfera bajo cuyo abrigo pueda desarrollarse 
la vida, como sucede, una vez más, con Marte. Y al otro extremo, los 
planetas con una masa superior a diez veces la de la Tierra, tienen gravedad 
suficiente para seguir atrayendo gases y elementos muy abundantes en el 
espacio, como hidrógeno y helio, y terminan por convertirse en gigantes 
gaseosos, como es el caso, en nuestro sistema, de Júpiter, Saturno, Urano y 
Neptuno. Determinar las zonas habitables de otras estrellas es, pues, el primer 
paso de esta nueva carrera.

Y a eso se dedica precisamente El ya citado James F. Kasting. Muchos de los esfuerzos de este científico se dedican, precisamente, a determinar con exactitud las fronteras de la “zona habitable” de nuestro propio Sistema Solar”. El resultado será una especie de “guía” que nos permita identificar esas mismas zonas alrededor de estrellas lejanas: “Conocer doìnde estaìn las zonas habitables alrededor de otras estrellas nos permitiraì buscar planetas parecidos a la Tierra”, asegura el geólogo.

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