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Actualidad exoplanetaria

Área: Espacio — Lunes, 25 de Julio de 2011

Últimos hallazgos y estudios sobre exoplanetas y la posible vida que puede haber en ellos.

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Las últimas noticias sobre exoplanetas nos hablan de planetas en sistemas binarios, posibles candidatos a planetas habitables y de la tecnología para visualizarlos.

Las novelas de ciencia ficción han mostrado cómo en ciertos planetas se ponían dos soles. Esto era algo que se sospechaba que pudiera existir, pues se sabe que hay muchos sistemas estelares binarios, pero se desconocía o se cuestionaba si eran posibles órbitas estables de planetas habitables a su alrededor o simplemente no se tenían pruebas de que hubiera planetas en ese tipo de sistemas.
Pero en los últimos años se han ido descubriendo planetas de este tipo. Ahora un grupo de astrónomos ha encontrado pruebas que sugieren la existencia de un sistema planetario de este estilo muy interesante [1]. En él dos planetas gigantes orbitan alrededor de un sistema binario.
Las dos estrellas del sistema son una enana blanca y una enana roja y ambas son más pequeñas que nuestro Sol. Giran tan cerca una de otra que sólo necesitan 2 horas para completar una vuelta. Su órbita y ellas mismas cabrían en el espacio ocupado por el Sol. A esa distancia la enana blanca está tan cerca que roba material de la enana roja y se crea un chorro de material que al chocar contra la enana blanca es calentado millones de grados produciéndose emisión de rayos X.
Gracias a que el plano orbital tiene una orientación adecuada podemos detectar los múltiples eclipses de una sobre otra con mucha precisión. El estudio de las variaciones de estos eclipses ha permitido inferir la existencia de los planetas y sus propiedades.
Las masas de estos planetas son 8 y 6 veces la de Júpiter y necesitan 5 y 16 años para completar sus respectivas órbitas. Obviamente no son propicios para la vida tal y como la conocemos.

Pero si los exoplanetas orbitando sistemas dobles parecen exóticos, los que orbiten sistemas triples lo deben de parecer más. Es el caso del sistema trinario HD 132563. En este sistema las dos estrellas principales, denotadas por las letras A y B, son similares al Sol en masa, aunque contienen más elementos pesados (“metales” en la jerga de los astrofísicos). Estas dos estrellas orbitan una alrededor de la otra a 400 UA. Pero la estrella principal, HD 132563A, es a su vez un sistema binario.
Pues bien, se ha descubierto [2] un exoplaneta orbitando alrededor de HD 132563B a una distancia promedio de 2,6 UA (con una excentricidad de 0,22). La masa de este planeta es 1,3 veces la de Júpiter. El sistema tiene miles de millones de años de edad, así que parece ser que es estable.
Aunque se ha descubierto la existencia de este planeta analizando el espectro de su estrella, el equipo de investigadores intentó visualizarlo directamente gracias a la óptica adaptativa. De momento el planeta se resiste a manifestarse visualmente.
Se eleva así a casi una decena los exoplanetas descubiertos que pertenecen a sistemas estelares múltiples. Esto significaría que es posible encontrar planetas en este tipo de sistemas y, por tanto, esto elevaría la cantidad total de planetas en nuestra galaxia con capacidad para que aparezca la vida y le dé tiempo evolucionar.

La búsqueda de planetas similares a la Tierra continúa y se van descubriendo candidatos que, aunque parecidos, no son iguales a la misma. La idea es encontrar planetas rocosos en la zona de habitabilidad de la estrella en donde el agua permanece líquida. Entre las posibles “nuevas Tierras” están Gliese 4581 g; un planeta rocoso que orbita una enana roja y que se encuentra a 20 años luz de nosotros hacia la constelación de Libra; también está GJ 1214 b, una “supertierra” hacia la constelación de Ofiuco y a 40 años luz de distancia; otro candidato es HD 28185 b, un planeta gigante con órbita circular en la zona de habitabilidad. Este planeta último caso no es propicio para la vida, pero alguna de sus posibles lunas sí lo sería.
Ahora se puede añadir 55 Cancri f a la lista. Es uno de los varios planetas que orbitan en ese sistema planetario que se encuentra hacia la constelación de Cáncer y a 40 años luz de nosotros. La estrella 55 Cancri pertenece a un sistema binario en el que las estrellas del par están a 1000 AU una de otra.
Según los análisis [3]
de Kaspar von Braun (Caltech) y sus colaboradores, la órbita de este planeta alrededor de esa estrella es excéntrica, pero el 74% de su tiempo lo pasa en la zona de habitabilidad. Este planeta, con un adecuado efecto invernadero, podría soportar agua líquida y vida. Sin embargo, tiene un tamaño y masa superiores a los de la Tierra que le aproximan a algo así como a un neptuno.
Durante el día en el cielo de este planeta lucen dos soles (uno naranja y otro rojo) la mitad del año. Durante la noche la enana roja es visible por la noche la mitad del año y sólo lucen las estrellas el resto. Hay que admitir que esta visión excita la imaginación.
Pero en este mismo sistema hay otros planetas, como 55 Cancri e. La existencia de este planeta fue inferida anteriormente, pero ahora un grupo del MIT ha conseguido caracterizar mejor a ese planeta gracias a un tránsito [4].
El exoplaneta 55 Cancri e es dos veces más grande que la Tierra y tiene una masa 9 veces superior. Sería una supertierra compuesta de materiales rocosos y posiblemente gases y agua. Tarda sólo 18 horas en completar una órbita y está, por tanto, demasiado cerca de su estrella. Su temperatura superficial sería de unos 2700 grados centígrados. Es una temperatura demasiado alta como para soportar la vida.
Lo interesante de este sistema es que está lo suficientemente cerca de nosotros como para intentar ver alguno de sus planetas directamente.

También existen trabajos teóricos que pretenden evaluar cuántos posibles planetas habitables hay en nuestra galaxia. Al igual que ese anillo alrededor de cada estrella en donde el agua puede permanecer líquida, se ha propuesto una zona de habitabilidad en la Vía Láctea. Hasta ahora se creía que era una especie de toro centrado en la galaxia. Según Michael Gowanlock, de la Universidad de Hawaii, la zona de habitabilidad de la galaxia es más compleja que un simple toro [5].
Recientemente se ha descubierto que, estadísticamente, los planetas se forman alrededor de estrellas que contienen elementos pesados. Como las nuevas generaciones de estrellas se forman sobre las cenizas de las generaciones anteriores, las estrellas van ganando los elementos pesados que fueron sintetizados anteriormente y con los cuales presumiblemente se formarían planetas. La ausencia de estos elementos en la estrella significaría su ausencia en la nebulosa que formó el sistema, haciendo muy difícil que se hubieran formado planetas de tipo rocoso en el sistema.
Según este razonamiento, en el centro de la galaxia, en donde muchas supernovas han esparcido elementos pesados, sería posible encontrar planetas rocosos. Lo malo es que una explosión de supernova devasta la región de espacio a su alrededor, y hace difícil la vida en sistemas cercanos. Así que hay que buscar un equilibrio entre una cosa y otra.
El modelo de Gowanlock sugiere que el 2,7% estrellas del interior de nuestra galaxia tienen que tener planetas habitables y un 0,25% en la zona más externa. Gowanlock predice que un 1,2% de todas las estrellas de la galaxia deben de haber contenido planetas capaces de soportar vida en algún momento de la historia de nuestra galaxia.
Si este resultado es correcto significaría que, tarde o temprano, encontraremos bastantes planetas habitables.

Una posible pega a la existencia de vida en estos mundos es la radiación que les puede llegar de su estrella, sobre todo en el caso de exoplanetas habitables alrededor de estrellas enanas rojas. Estos posibles planetas habitables orbitan muy cerca de su estrella y ésta tiene una juventud tumultuosa durante la cual emite mucha radiación. Que el planeta cuente con un buen escudo magnético facilitaría la presencia de vida.
Otro estudio teórico [6] evalúa la intensidad del campo magnético en exoplanetas. Asumiendo una composición similar a la Tierra, los modelos de estos investigadores españoles y americanos sugieren que por ejemplo, CoRoT-7b, Kepler-10b y 55 Cnc e tienen momentos dipolares de 18, 15 y 13 MT respectivamente (el de la Tierra es 1 MT). El momento magnético no sólo dependería del periodo de rotación, sino de la historia de formación del planeta, el estado térmico, edad, composición y geometría del campo magnético.
Como se puede ver, esto tiene implicaciones para planetas alrededor de estrellas de tipo M. Los números anteriores sugieren que se facilitaría la permanencia de vida sobre ese tipo de cuerpos al tener escudos magnéticos fuertes.

Lo difícil es ver los exoplanetas que descubrimos. Una de las promesas para conseguir esto último es el uso de la interferometría. Esta técnica ya se ha usado en radiotelescopios con éxito. Consiste en emplear a la vez al menos dos telescopios separados una distancia y conectarlos entre sí. De este modo se puede tener un sistema que tenga una resolución equivalente a un telescopio con un espejo de tamaño igual a la separación que hay entre los dos. Recordemos que la resolución de un telescopio está determinada por la longitud de onda empleada (a menor longitud de onda empleada más resolución) y por el diámetro de su espejo primario (a mayor tamaño mayor resolución). Se necesita una resolución muy alta para separar algo tan tenue como un planeta de la luz cegadora de su estrella.
Hacer esto con radiotelescopios es sencillo porque se puede hacer electrónicamente. En el caso de telescopios ópticos es necesario hacerlo ópticamente, así que es mucho más difícil. Ya se han creado sistema interferométricos con telescopios terrestres y se planean sistema interferométricos espaciales.
Pero estos sistemas interferométricos ópticos, para bases mayores de 100 metros, están plagados de ruido y de pérdida de señal debido a la transmisión de fotones entre los telescopios.
Ahora proponen un sistema [7] basado en la tecnología de repetidores cuánticos que evitaría esos problemas y permitiría crear sistemas interferométricos con una base arbitrariamente grande.
Todavía queda por perfeccionar esta tecnología de los repetidores cuánticos, pero si se logra los autores del estudio proponen un sistema sencillo para poder implementarla. La idea sería colocar un nodo repetidor en un satélite que se comunicaría directamente con cada telescopio (espacial) de la formación.

Cuando consigamos resolver estos planetas podremos hacer espectrometría y descubrir los biomarcadores que delatan la presencia de vida en algunos de ellos. Ya se está trabajando en este sentido [8].
Descubrir vida en otro planeta, aunque nunca pudiéramos llegar a él, sería un hallazgo trascendente, algo realmente fabuloso, algo que cambiaría nuestra forma de pensar.
Como dijo Sagan, realizar una búsqueda de este tipo, tanto si descubrimos vida como si no la encontramos, nos proporcionaría un conocimiento igualmente sobrecogedor.

Ilustración:
Dan Durda.

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Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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2 Comentarios

  1. Miguel Angel:

    Pero ¿qué ha pasado con le telescopio James Webb? ¿se ha suspendido la misión o solamente se ha retrasado unos años?

    Sería una lástima porque el aparataje de el James Webb resulta mucho mas adecuado que el del Kepler para detectar planetas rocosos como el nuestro que en teoría serían los mejores candidatos para albergar formas de vida.

    Suscribo igualmente la frase de Sagan con la que termina el artículo. El “génesis” de la Ciencia se escribe y reescribe dia a dia…y es la mayor historia jamás contada, blleza en estado puro.

    Saludos/abrazos.

  2. NeoFronteras:

    Pues pasa que unos cuantos políticos de EEUU se lo quieren cargar. Como es un proyecto complejo lleva demasiado retraso y su presupuesto ha superado las previsiones.
    No sería la primera vez que los congresistas de EEUU se cargan un proyecto científico. Ya paso con el acelerador de partículas SSC. Si no se lo hubieran cargado (hasta obligaron a dinamitar los túneles ya construidos para que no hubiera tentación de continuarlo) hace muchos años que ya sabríamos si existe el Higgs.
    Pero EEUU se gasta más en el aire acondicionado de las tiendas de los militares en Afganistán e Irak que el presupuesto de la NASA. Así son las cosas, una orgía de ignorantes chapoteando en la estupidez.

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