NeoFronteras

Se ha lanzado con éxito la misión Kepler, que buscará mundos similares a la Tierra alrededor de otras estrellas de nuestro vecindario en la Vía Láctea.

La misión Kepler fue lanzada con éxito el pasado viernes desde Florida a las 22:49 hora local a bordo de un cohete Delta II. Esta misión tendrá por objeto detectar planetas similares a la Tierra, especialmente en zonas habitables en donde es posible que el agua sobre hipotéticos planetas se mantenga en estado líquido al no ser ni demasiado cálidos ni demasiado fríos, y por tanto que haya condiciones para la vida tal y como la conocemos. Es la primera misión con estas características.
Contestar a la pregunta de si hay otros planetas similares a la Tierra no sólo es una pregunta científica, sino también una cuestión filosófica básica. La respuesta, sea en un sentido u en otro, nos ayudará a saber nuestra lugar en el Cosmos y a calcular el número total de planetas como la Tierra que hay en nuestra galaxia.
Una hora después de la ignición inicial el telescopio Kepler debe de haberse ya separado totalmente de su sistema de lanzamiento y estar en su posición orbital correcta.
Kepler es básicamente un telescopio fotométrico ultrapreciso de unos 5 por 3 metros con una abertura de casi un metro que no orbitará alrededor de la Tierra, sino que lo hará alrededor del Sol, con una órbita cercana a la de la Tierra.
Kepler no observará directamente exoplanetas. Los detectará indirectamente cuando, bajo nuestra perspectiva, pasen periódicamente delante de su estrella madre. Un evento que se llama tránsito. Su efecto es una disminución del brillo de la estrella. Esta disminución puede llegar a ser minúscula, por eso es esencial hacer esta tarea fuera de la atmósfera terrestre.

Estadística de exoplanetas observados hasta la fecha. Foto: Nature.

De los 342 exoplanetas detectados hasta la fecha, la mayoría lo han sido por técnica Doppler que mide cambios en la velocidad radial de la estrella madre. Esta técnica tiene el inconveniente de que es más sensible a planetas de gran masa, como planetas gaseosos similares a Júpiter, que tienen mayor tirón gravitatorio sobre su estrella. La técnica de tránsito es más sensible a planetas que orbiten cerca y depende más del tamaño que de la masa del planeta. Con la técnica de transito se han detectado 58 exoplanetas. Siete de estos planetas han sido detectados por la misión espacial europea COROT, telescopio espacial similar a Kepler pero con un espejo primario de sólo 30 cm y algunos pequeños problemas.
Con esta técnica se puede calcular el tamaño del exoplaneta además de sus parámetros orbitales. Cuanto más cerca orbiten estos planetas de su estrella más fácil será detectarlos, pero su orientación relativa respecto a nosotros también es determinante ya que se necesita que pasen justo por delante del disco aparente de la estrella. Los astrónomos no eran conscientes de que esta técnica pudiera tener éxito, entre otras cosas porque no estaban seguros de que la frecuencia de presencia de planetas pudiera ser lo suficiente alta como para que la técnica fuera fructífera.

Kepler y la región del cielo que observará. Foto: NASA.

Kepler se dedicará a la observación sistemática de una pequeña región del cielo, fuera de la eclíptica, situada cerca de las constelaciones de Lira y Cisne, en donde vigilará durante tres años y medio el brillo de 100.000 estrellas previamente seleccionadas y situadas de nosotros a una distancia de entre 600 y 3000 años luz aproximadamente. Entre ellas hay muchas estrellas que son similares a nuestro Sol, pero también vigilará otros tipos estrellas.
Según William Borucki, investigador principal de la misión en la que ha trabajado durante los últimos 17 años, todo en esta misión está optimizado para detectar planetas con potencial para sustentar vida. La misión fue concebida hace tres décadas, pero se aprobó totalmente en 1999, al poco de observarse el tránsito de HD 209458b con telescopios convencionales. El primer exoplaneta se detectó en 1995.

Dirección hacia la cual observará Kepler. Foto: NASA.

Según Geoff Marcy, que empezó a trabajar en la detección con Doppler de exoplanetas en 1984, antes se consideraba de lunáticos buscar planetas extrasolares. Según cuenta, la gente se avergonzaba de él, miraban al suelo cuando se lo encontraban y se preguntaban por qué ese tipo había abandonado una prometedora carrera para buscas planetas.
La cámara que porta Kepler es la mayor que se ha lanzado al espacio hasta ahora, cuenta con un gran mosaico de CCD que suman 95 Megapíxeles y puede detectar disminuciones muy leves de brillo. Detectar un exoplaneta como la Tierra en estas circunstancias es equivalente a detectar una pulga al cruzar el faro encendido de un automóvil. Desde su posición orbital Kepler podría detectar a una persona encendiendo la luz de su porche por la noche.
Como un tránsito dura escaso tiempo las estrellas serán vigiladas de manera continua. Es decir, se necesita el brillo de cada estrella cada pocas horas. Kepler puede cubrir una región de 10 × 10 grados, una región muy grande (el disco lunar sólo cubre medio grado de arco). Lo hará desde una posición orbital privilegiada ininterrumpidamente.
Se necesitará un mínimo de tres años para confirmar la existencia de planetas similares a la Tierra. Si están en la zona habitable sus «años» deben de tener una duración similar al nuestro.
Una vez se encuentren candidatos a exoplanetas los datos previos irán a, entre otros, Marcy y sus colaboradores, que utilizarán el telescopio de 3 metros del Observatorio Lick en San José* y el telescopio Keck de 10 metros en Hawai para confirmar los resultados y calcular masas, tamaños y parámetros orbitales. Otros científicos del área también los recibirán, incluso hay también astrofísicos españoles que disfrutarán de algunos de estos datos.
Se planea también observarlos con el telescopio infrarrojo Spitzer, incluso después de que éste deje de funcionar correctamente dentro de unos meses por falta de refrigeración, y más tarde (en 2013) con el telescopio Webb una vez que sea lanzado al espacio. Con estas observaciones se intentaría tomar espectros para saber las temperaturas y composición atmosférica de estos exoplanetas.
Borucki calcula que hacia el final de la misión Kepler habrá detectado centenares de planetas con una masa similar a la Tierra, de los cuales 45 estarán en la zona habitable. Algunos de ellos serán, como la Tierra, planetas rocosos girando alrededor de una estrella tipo G. Serán gemelos a la Tierra. Saber si tienen vida o no costará algo más averiguarlo.
Además de planetas similares a la Tierra, también se buscarán planetas en la zona habitable de estrellas más frías de tipo K y M. Se ha especulado con la posibilidad de vida en mundos alrededor de estrellas enanas rojas de este tipo. La detección de otro tipo de planetas también será interesante para los astrofísicos, pues obtendrán pistas acerca de la formación planetaria.
Marcy opina que no estamos solos en la galaxia, pero que falta por saber si nuestros vecinos están a «sólo» cientos de años luz de distancia o a millones. Kepler es el primer ladrillo en esta búsqueda.

La zona habitable alrededor de una estrella en la cual la temperatura no es ni demasiado alta ni demasiado baja como para que pueda haber agua líquida depende del tipo de estrella que hay en el centro del sistema planetario en cuestión. Foto: NASA.

Pero el futuro de este tipo de observaciones se encuentra, sin embargo en peligro. La NASA decidirá pronto si construye o no una misión más avanzada basada en esta misma técnica y también si invierte dinero en una versión (SIM Lite) a escala de un sistema interferométrico que permitiría la visualización de exoplanetas. La misión europea Darwin y la norteamericana Terrestrial Planet Finder, que permitirían visualizar planetas similares a la Tierra alrededor de otras estrellas, han sido pospuestas indefinidamente, por no decir canceladas, debido a problemas presupuestarios. Esta situación se aleja de la meta previa de la NASA de ver la primera «pelotita azul» en menos de 15 años. Mientras tanto los astronautas de la Estación Espacial Internacional siguen en la apasionantísima y cara aventura de medirse la presión arterial diariamente.
Esto deja a Kepler la responsabilidad de ser el único sistema espacial en el horizonte real dedicado a la búsqueda de exoplanetas. Los expertos del campo esperan recibir los datos prometidos, o si no será una catástrofe. Aunque nadie lo dice oficialmente, si hay éxito la misión podría ser extendida unos años más para seguir estudiando este asunto. Este tipo de extensión de misión no es la primera vez que se realiza si la sonda en cuestión sigue funcionando correctamente.
Si, a pesar de todo, la respuesta de Kepler es negativa y no detecta planetas similares al nuestro, puede que quizás al final resulte que seamos el único mundo habitado de la galaxia y seremos conscientes de lo especial y frágil que es la Tierra. Lo habremos sabido gracias a haber observado las estrellas. Entonces habremos adquirido una responsabilidad para con la vida en este planeta mucho más inmensa de lo que ya es.

Referencias:
Web de la misión Kepler.
Vídeo lanzamiento.
Vídeo sobre la misión Kepler.

*Aunque parezca increíble se puede hacer Astrofísica a escasa distancia del Silicon Valley. La utilización de una iluminación pública adecuada y la ayuda de una bruma que cubre el valle por la noche facilitan el trabajo. Todavía recuerdo estar conduciendo por la carretera repleta de curvas del Monte Hamilton y una noche de observación junto con un amigo astrofísico brasileño y el técnico del telescopio, un griego feliz al que le encantaba la zona por su clima mediterráneo y su paisaje lleno de encinas.