El 2014 inició con la noticia de un número fabuloso y alguna vez inimaginable. Orgullosos, los astrónomos alrededor del mundo anunciamos la existencia de los primeros 1,000 planetas confirmados orbitando otras estrellas, muy lejos de nuestro sistema solar. Hoy, a menos de un año, el telescopio espacial Kepler ha casi duplicado esa cifra y descubierto lo que parece ser el primer planeta semejante a la Tierra en la llamada zona habitable de su estrella madre. Hace casi 20 años, en 1995, los astrónomos suizos Michel Mayor y Didier Queloz escribieron el primero de la lista de estos nuevos mundos, pues en la revista Nature de noviembre de ese año anunciarían el hallazgo de un planeta peculiar, similar a nuestro Júpiter, girando alrededor de una estrella a 50 años-luz de nosotros. 51 Peg b, como ahora lo conocemos, fue el primero de los planetas descubiertos orbitando una estrella similar al Sol.
Ante las tremendas dificultades técnicas que significa descubrir un objecto tan pequeño y distante, un sector importante de la comunidad astronómica se mostró especialmente escéptico sobre la confiabilidad del método utilizado para descubrir este -ahora icónico- astro. Es interesante que el método Doppler de velocidad radial aplicado por Mayor y Queloz en 1995 es, hoy en día, una herramienta poderosísima, probada, avalada y aplicada por los astrónomos en la búsqueda de nuevos planetas alrededor de otras estrellas.
Todo planeta que gira alrededor de una estrella que no es el Sol se conoce como planeta extrasolar o exoplaneta. Así, en 1995, armados con métodos científicamente confiables, los astrónomos iniciaron la carrera en la búsqueda de otros sistemas solares, es decir, de estrellas acompañadas de uno o varios planetas. Esta búsqueda no es fácil, pues el principal problema técnico que hay que enfrentar es que las estrellas, siendo tan luminosas, vistas desde la Tierra “deslumbran” a los planetas mucho menos brillantes que giran tan cerca de ellas. En otras palabras, a través del telescopio más poderoso podemos ver a la estrella, pero no a sus planetas, que permanecen ocultos dentro del resplandor de aquella. Esto obliga a utilizar métodos indirectos para revelar la presencia de esos planetas.
Hoy en día, existen varias técnicas para detectar planetas alrededor de estrellas, incluyendo una basada en un efecto predicho -y hoy confirmado- por Albert Einstein en su teoría de la relatividad general, el llamado efecto de lente gravitacional del que después hablaremos; sin embargo, son dos las más importantes:
1) La técnica Doppler de velocidad radial (con la que fue descubierto 51 Peg b) y
2) La técnica del tránsito.
El método Doppler se basa en la detección de un suave bamboleo de la estrella que nos indique la presencia de uno o varios planetas en torno a ella, los que no podemos ver o fotografiar directamente. Si la estrella no tuviera planetas, trazaría en el espacio una trayectoria suave y sin tumbos, pero si uno o más planetas la acompañan, el tirón gravitacional de éstos es suficientemente fuerte para que la estrella empiece a bambolearse. Es este bamboleo de la estrella el que delata la existencia de sus planetas. Este método permite la determinación de dos parámetros muy importantes: la masa del planeta (qué tan pesado es) y cuánto tiempo le toma dar un giro completo alrededor de la estrella (su período orbital).
Por otro lado, la técnica del tránsito se basa en una leve caída de brillo en la estrella debida al paso (tránsito), enfrente de ella, de un objeto (planeta) opaco que bloquea un poco de su luz. Si la estrella no tiene planetas, su brillo siempre es el mismo, pero si hay planetas, estos obstruyen parte de su luz y desde la Tierra vemos como si la estrella se “apagara” ligeramente al paso de aquellos. Con este método es posible estimar el tamaño del planeta.
El telescopio espacial Kepler de la NASA, diseñado para detectar pequeños planetas similares a la Tierra en otras estrellas con el método del tránsito, reportó a finales del 2013 la presencia de un planeta en la constelación del Cisne, nombrado Kepler-78b, tan sólo 1.2 veces más grande y 1.8 veces más pesado que el nuestro, a 400 años-luz de distancia, aunque tan cercano a su estrella madre que seguramente se encuentra en estado incandescente.
Sin embargo, a mediados de abril del 2014, el equipo de la misión Kepler anunció el hallazgo del primer planeta semejante a la Tierra localizado en la zona habitable de su estrella, una enana roja a 500 años-luz de distancia en la misma constelación del Cisne. Este planeta es Kepler-186f. Por definición, la zona habitable es esa región alrededor de una estrella donde el agua puede existir en forma líquida sobre la superficie de algún planeta. Muy cerca de la estrella las temperaturas son tan elevadas que el agua se evapora del planeta; muy lejos de ella las temperaturas son tan bajas que el agua se congela. La zona habitable, donde los planetas permiten agua en forma líquida, abre así incluso la extraordinaria posibilidad de la existencia de vida sobre sus superficies sólidas. Kepler-186f es sin duda un planeta singular y científicamente promisorio.
De esta manera, aunque nos es imposible ver o fotografiar planetas distantes, sabemos de su existencia por la influencia que sobre sus estrellas ejercen, o porque bloquean parte de su luz. El método Doppler ha sido tradicionalmente exitoso en la detección de planetas grandes y masivos, que son los que mayor influencia gravitacional ejercen sobre sus estrellas, haciendo que se bamboleen, mientras que el método del tránsito nos ha ayudado en la detección de planetas tipo terrestre, más pequeños y menos pesados, donde incluso pudieran existir las condiciones para algún tipo de vida. Los astrónomos combinan éstos y otros métodos con telescopios en tierra y en el espacio para aprender más sobre las características de estos planetas.
Este universo es único.
Héctor Noriega Mendoza
Ponente. Investigador.
Maestría en Astronomía (UNAM | NMSU) y Doctor en Astronomía por la Universidad Complutense de Madrid (UCM)
Fundador de la Sociedad Astronómica Juarense, Cofundador del Proyecto Abel, Miembro de la Sociedad Mexicana para la Divulgación de la Ciencia y la Técnica, Miembro de la American Astronomical Society y Profesor de tiempo completo de Astronomía en UTEP.
