Record en planetas habitables alrededor de una estrella

Un grupo de investigadores liderado por el belga Michaël Gillon ha anunciado el descubrimiento de un sistema planetario completo en una estrella situada a 40 años luz. Nada menos que siete planetas se encuentran orbitando alrededor de esta estrella que preside todo el sistema llamado TRAPPIST-1

Esto de descubrir exoplanetas (planetas alrededor de estrellas fuera de nuestro Sistema Solar) no es nuevo. Hace ya más de veinte años que se han detectado este tipo de sistemas, en concreto, en 1995 se descubrió Pegasi 51b, un planeta bastante grande girando en torno a una estrella a unos 50 años luz de nosotros. Desde aquel entonces se han detectado muchos cientos de planetas fuera del Sistema Solar pero siempre en las estrellas más cercanas a nosotros

La novedad que ha llevado la noticia a primeras páginas de todos los medios es que son planetas parecidos al tamaño de nuestra Tierra y que hay tres de ellos que están en la zona habitable del sistema. La zona de habitabilidad es aquella que rodea a la estrella en la que el rango de temperaturas permite que exista agua en estado líquido. Hasta ahora se habían descubierto una mayoría de planetas gigantes y el porcentaje dentro de la zona de habitabilidad era realmente bajo. Encontrar siete planetas en un mismo sistema y que tres de ellos estén claramente ubicados en la zona de habitabilidad es algo especial.

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Representación artística del sistema descubierto Trappist-1 (cortesía NASA)

La tecnología actual permite detectar estos pequeños planetas. Existen varios sistemas de detección que siempre llevan la tecnología al límite para poder intuir estos pequeños cuerpos que están girando alrededor de una estrella. En algunos casos, lo que se detecta es el vaivén de la estrella por el pequeño tirón gravitacional que supone el planeta girando alrededor de la misma. Está claro que la estrella, con su gran masa,  atrae al planeta debido a la fuerza de gravedad, pero sí, también el planeta, a pesar de tener una masa que es cientos de miles de veces menor, consigue atraer a la estrella y hacer que oscile ligeramente. Y es ese pequeñísimo movimiento el que puede ser detectado desde la Tierra porque percibimos que la estrella se está alejando y acercando a nosotros, de forma periódica, a medida que el planeta recorre su órbita.

 

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Gráfico en el que se puede apreciar como la estrella lejana (en amarillo) se aleja y aproxima levemente a nosotros a medida

que el pequeño exoplaneta (en color azul) recorre su órbita. (crédito: AstronomiaConCuchara)

Esa oscilación periódica de la estrella se puede medir analizando la variación del espectro de la misma y es una medida en la que se alcanzan precisiones increíbles. Con la tecnología actual podemos conocer si una estrella ha variado su velocidad respeto a nosotros en 1 metro/segundo. Además, el movimiento será reconocible por ser periódico, veremos que la estrella se acerca a nosotros cuando el planeta está entre la estrella y nosotros y la veremos alejarse cuando el planeta está en el otro lado tirando de ella alejándola de nosotros. Esta técnica se denomina de la velocidad radial y ha permitido encontrar una buena parte de los exoplanetas conocidos.

 

Otra forma de encontrar exoplanetas es detectando la pequeñísima pérdida de brillo de la estrella cuando el planeta transita por delante de la misma. Es la técnica denominada de tránsito. Incluso con los telescopios más grandes del mundo, las estrellas aparecen como simples puntos de luz, sin embargo, si medimos el brillo de una de esas estrellas que albergan planetas y tenemos la suerte que cruza por delante de la línea entre esa estrella y la Tierra, entonces, podremos medir una disminución de brillo de la misma, puesto que el exoplaneta se habrá interpuesto entre la estrella y nosotros.

La disminución de brillo de la estrella será del orden de unas pocas milésimas de magnitud. Imaginemos la cabeza de un alfiler pasando por delante de una bombilla que tuviese un metro de diámetro. Ese decremento de brillo es detectable con la tecnología actual.

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La técnica del tránsito permite detectar un exoplaneta por la pequeña pérdida de brillo de la estrella cuando aquel se interpone entre nosotros y la estrella que lo alberga. En el gráfico, la curva en color rojo muestra la evolución del brillo a medida que el planeta se interpone. (crédito: AstronomíaConCuchara)

La técnica del tránsito ha permitido incluso a los aficionados el medir estos misteriosos cuerpos. En la gráfica abajo se muestra una típica observación de un famoso exoplaneta del doble del tamaño de Júpiter y a unos 1300 años luz de distancia. Es el TrES-3b. La observación es de unos de los mejores observadores amateur españoles, Ramón Naves.

El eje vertical muestra el brillo de la estrella medida y el eje horizontal es el tiempo. Se ve claramente como el brillo de la estrella se hunde durante algo más de una hora. El brillo cae unas diez milésimas de magnitud durante ese periodo.

 

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 Observación del exoplaneta TrES-3B (Crédito: Ramón Naves)

Estas dos técnicas descritas son las más populares para detectar exoplanetas. Hay otras más especiales y menos asequibles que también han permitido engrosar la lista de exoplanetas conocidos.

Por otra parte, cualquier observatorio profesional en Tierra tiene su correspondiente plan de observación de exoplanetas y las agencias espaciales orientan su actividad en este frente con misiones como CHEOPS (ESA) o Kepler y TESS (NASA) para buscar y caracterizarlos. La búsqueda de exoplanetas es uno de los campos más activos de la astronomía observacional y algo de moda también hay en esto de la astrofísica. Alguien me comentaba que, hoy en día, si quieres que te concedan financiación para observaciones astrofísicas, tienes que decirle que vas a realizar un plan de observación de exoplanetas…

Bromas aparte, ahora mismo, el reto es identificar exoplanetas en los alrededores de nuestro Sistema Solar, que estén en la zona de habitabilidad y que presenten un tamaño parecido al de nuestra Tierra. Precisamente, como los que se han convertido en noticia esta semana de Febrero.

El siguiente objetivo en lo que se refiere a observación de exoplanetas es claro; observar su atmósfera. Una vez que hayamos hecho un censo de exoplanetas en zona de habitabilidad, tenemos que conseguir medir sus atmósferas para ver si tienen gases que sugieran la existencia de vida.

 

Con la exploración sobre la superficie de planetas como Marte y la observación de exoplanetas, vivimos un momento realmente emocionante en lo que a búsqueda de vida fuera de la Tierra se refiere.