Kepler: hacia el descubrimiento más fascinante de la historia

Hasta finales del siglo XX las esperanzas de descubrir vida extraterrestre pasaban por encontrarla en algún rincón de nuestro sistema solar. ¡Claro que en el vasto Universo debían existir multitud de planetas con seres vivos! Pero… ¿Cómo íbamos a encontrarlos? Podemos ver estrellas, supernovas o cometas porque emiten luz, pero los planetas son opacos; no había forma de verlos. Y de todos modos... si llegáramos a detectar alguno de manera indirecta a nosecuantos años luz, ¿cómo podríamos saber si albergaba vida? Guillem Anglada es un astrofísico de Ullastrell que realiza su investigación post-doctoral en la Carnegie Institution de Washington DC, y en estos precisos instantes se encuentra buscando planetas extrasolares en un observatorio astronómico de Hawaii . Científicos como él se las han apañado para encontrar maneras con las que ver indirectamente planetas lejanos. Pero no sólo eso, también son capaces de averiguar cuál es la composición de su atmósfera. Y si resulta que en ella observan una proporción de gases extraña, que no encaja con lo esperado en un mundo inerte, posiblemente significará que hay algo vivo pululando por allí. Personalmente, ahora sí estoy casi convencido que dentro de unos años las portadas de los periódicos electrónicos anunciarán uno de los descubrimientos más trascendentes de la historia de la humanidad: no estamos solos en el Universo. De momento, los planetas que pueden descubrir Guillem y compañía con los telescopios actuales son muy grandes y demasiado cercanos a las estrellas como para poder contener formas de vida mínimamente parecidas a la nuestra, pero mañana la NASA enviará al espacio un telescopio más potente que permitirá rastrear planetas parecidos a la Tierra, en lo que representa un nuevo gran paso para hallar señales de vida. Tardé sólo un par de cervezas en convencer a Guillem de que nos explicara más detalles sobre dicha misión Kepler, sobre qué métodos utilizan para buscar planetas extrasolares, que nos vaya explicando sus peripecias científicas en Hawaii, y que entre observación y observación se entretenga respondiendo las consultas que podamos plantearle en los comentarios. Esta es la primera de una serie de participaciones periódicas sobre astrofísica de Guillem Anglada en este blog. Démosle la bienvenida! Buscando planetas más allá del Sistema Solar, por Guillem Anglada ¿Por que buscamos planetas en otras estrellas? Para satisfacer nuestro instinto de curiosidad y exploración! Si, vale… Pero científicamente hablando, a que pregunta queremos responder? La detección de planetas extrasolares nos ayuda a comprender las circunstancias de formación del Sistema Solar y es el primer paso para entender cuan extraña, preciosa y variada puede emerger la vida en el Universo. Hace 15 años, sabíamos de una estrella que albergaba un sistema planetario, el Sol, y de los nueve planetas que lo orbitan sabemos sólo de uno que contenga vida. Este panorama está cambiando. En un par de años se van a mandar sondas a Marte para buscar formas de vida exóticas en el subsuelo y a día de hoy tenemos evidencia de más de 350 mundos alrededor de otras estrellas. La mayoría de exoplanetas conocidos son gigantes de gas como Júpiter, porque es mas fácil detectarlos, pero ya empezamos a encontrar a los más pequeños (supertierras ). Fig 1.- Representación artística del sistema planetario en Gliese 581 que contiene un trío de supertierras. Créditos : ESO ¡Detectar exoplanetas no es fácil! No emiten luz propia, solamente la reflejan y hay que buscarlos de forma indirecta. Aunque se han propuesto muchos métodos de detección, en la práctica solamente unos pocos han funcionado: espectroscopia Doppler, tránsitos, microlentes gravitatorias, astrometría e imagen directa. El orden no está escogido al azar. La espectroscopia Doppler es el método que ha dado más y mejores resultados. La mayoría de los 350 candidatos se deben a esta técnica que consiste en medir el movimiento radial de la estrella debido a la fuerza que ejerce el planeta sobre ella a lo largo de su órbita. Fig 2.- La estrella se acerca y se aleja periódicamente debido a la fuerza que hace un pequeño planeta al orbitarla. La velocidad de la estrella puede medirse gracias al efecto Doppler en la luz que recibimos. Créditos : ESO Su éxito se debe, en parte, a una coincidencia afortunada que cogió a todo el mundo por sorpresa. En Diciembre de 1995 los astrónomos suizos Michel Mayor y Didier Queloz anunciaban la detección del primer objeto de masa planetaria alrededor de otra estrella, 51 Peg b , una estrella cercana poco peculiar y parecida al Sol. Sin embargo, 51 Peg b si tiene un elemento sorprendente; su periodo orbital es de 4,2 días solamente. Como más corto es el periodo orbital de un planeta, más cercano debe estar a la estrella y más rápido debe moverse, de ahí el éxito del método espectroscópico. En comparación, la órbita de Mercurio es de casi tres meses. Haciendo caso a los teóricos de la época, 51 Peg b nunca debería haber existido. Los planetas gigantes deben formarse en órbitas alejadas, donde el gas es frío y abundante durante los primeros millones de años de vida de una estrella. Actualmente, la idea más aceptada es que los planetas migran, es decir, cambian su órbita significativamente después de su formación. Esto no ocurrió de forma muy drástica en el sistema solar o Júpiter habría barrido la Tierra y el resto de pequeños planetas interiores. En 51 Peg no tuvieron tanta suerte. La existencia de órbitas tan cercanas a la estrella sugiere otro método de detección: los tránsitos. Un planeta pasará por delante de su estrella periódicamente bloqueando una pequeña parte de la luz si la inclinación orbital es la adecuada. Fig 3- Un planeta transita delante de su estrella boqueando una pequeña fracción de la luz que nos llega. Créditos : CNES Para órbitas como la de la Tierra la probabilidad de que esto ocurra es minúscula (<0.01%), pero para planetas como 51 Peg b es del 10%. En 2001 se detectaron por primera vez los tránsitos de HD 209458 b, otro Júpiter caliente como 51 Peg b. La cantidad de luz bloqueada depende del cociente de áreas entre la estrella y el planeta. Un objeto del tamaño de Júpiter oculta el 1% del brillo de una estrella como el Sol. Para un objeto de tamaño terrestre la ocultación es de un parte entre 10 000 y no hay mas remedio que ir al espacio para evitar la variabilidad inducida por la atmosfera. Esto hace la misión COROT (CNES/ESA) siguiendo 10 000 estrellas con un telescopio de 15 cm. Hace dos semanas anunciaron la detección de su primera supertierra, de la que aún no han podido medirle la masa, ya que es muy pequeña y la estrella bastante activa. Una forma poco científica de anunciar resultados, pero es que les ha entrado la prisa. Este sábado la NASA lanza Kepler , su primera misión exclusivamente dedicada a planetas extrasolares también por el método del tránsito pero con un telescopio ‘algo’ más grande (1 metro), que monitorizará 100000 estrellas durante 3 años y medio. Las estadísticas apuntan a que, al menos, el 10% de las estrellas tienen gigantes gaseosos y que el 30% contienen una o más supertierras. Basándose en esta tendencia, los teóricos apuestan que la práctica totalidad de las estrellas tienen planetas tipo Tierra en órbita. Esta es la pregunta que Kepler va a responder. Al margen de los grandes acontecimientos que ocurren en el mundo, me preparo para mi primer experimento planetario en el Mauna Kea , Hawaii. Llegar fue toda una aventura, hay niebla, me equivoqué de volcán, llegué tardísimo a la montaña y no tenía habitación reservada… En fin, si el tiempo acompaña vamos a confirmar la detección del planeta más joven… si es que está! Las estrellas jóvenes son tan activas que es necesario un espectrógrafo infrarrojo para sacarles la velocidad radial, pero esa es otra historia que ya os contaré otro día. En resumen, un pasito más hacia la respuesta a una vieja pregunta que trasciende a la astronomía. ¿Existen otros lugares como la Tierra? ¿Es la vida, tal y cómo la conocemos, un fenómeno común en el universo?... ¿estamos solos?

Guillem Anglada (rezando al espíritu de la montaña para que se vayan las nubes)

Comments

[Publicado por: Emiliano]

En un Universo tan grande... No es um poco chovinista pensar que somos los únicos?. Lo que pasa realmente es que muchas instituciones tendrian que repasar profundamente sus posiciones, principalmente ético religiosas, y eso les haría perder poder, mucho poder... Mas solo desde el punto de vista lógico ja da para pensar que dificilmente podemos estar solos: para que crearia Dios un Universo entero solo para habitarlo en um planeta y por una raza que lo mejor que sabe es joderse unos a los otros (y no en el sentido agradable sino en el mas desagradable). Es de cajón: no es posible que estemos solos aquí. Por otro lado, pensar que somos los mas avanzados de los posibles habitantes del Universo, también es una muestra ed provincianimo. Debe de haber de todo en todos los estadios de avance.

[Publicado por: fraunhofer]

Realmente espectacular! Que debate más interesante!! Me apunto este "site" en Favoritos porque no pienso perderme detalle. Soy un apasionado para estos temas y me alegra saber que hay personas con las mismas inquietudes. Sin embargo, también soy algo escéptico (no religioso), y todavía tengo mis dudas de si el hombre ha pisado la Luna en alguna ocasión. ¿Alguien podría contarme por que, en vez de enviar sondas, no mandan a una tripulación a Marte?

[Publicado por: Guillem]

Hola perplejo, Aquí dan algo mas de detalles (en inglés). La figura es un poco complicada de entender, pero ilustra la capacidad de detección en función del tipo espectral de la estrella. http://kepler.nasa.gov/sci/basis/sizes.html Cuando dicen de 'tipo solar' se refieren a qualquier estrella que esté en la sequencia principal, es decir, que queme hidrógeno como el Sol. En realidad lo que van a hacer es observarlo casi todo durante un año y quedarse 'solamente' con las 100 000 mejores, sean lo que sean. Un enlace algo mas técnico (en inglés) para los interesados/as. http://www.cfa.harvard.edu/kepler/papers/2005/Koch_STScI_2005.pdf

[Publicado por: Perplejo]

Para Guillem: No digo que estés equivocado, pero que existe una discrepancia con la página oficial de la NASA es cierto pues en ella no habla de enanas rojas, sino que insiste en estrellas de tipo solar: http://ciencia.nasa.gov/headlines/y2009/20feb_kepler.htm?list310149 Saludos

[Publicado por: Perplejo]

Bueno "chechi" estará claro cuando la vida sea encontrada, de momento sólo existe buena voluntad y especulaciones. Fíjate la de sondas que se han lanzado ya a Marte y todavía no es posible zanjar con un sí o un no concluyente dicha cuestión en nuestro vecino planeta. Aunque parece que cada vez nos encontramos más cerca del no, y siempre entendiendo la vida como vida microscópica. Del resto del sistema solar los únicos lugares con algunas expectativas son los satélites de Júpiter y Saturno, Europa y Encelado, que tienen mucha agua, pero el resto del sistema solar de una estrella tan generosa como el Sol parece un desierto para la vida. La sonda Kepler lo que se planteará son cosas más básicas ,supongo yo, como la de encontrar planetas bien "colocados" para que se dé dicha posibilidad y en todo caso encontrar trazas en sus espectros que sean significativas desde ese punto de vista. Sobre lo que dices del supuesto de encontrar vida tienes toda la razón y más si te refieres a vida compleja, pues basta repasar las peripecias acaecidas en nuestro planeta para concluir que es impensable que las mismas hayan podido darse en otro lugar. Lo que ocurre es que estamos muy influidos por el cine y algunos piensan que se van a encontrar individuos parecidos a nosotros por todos lados en el universo

[Publicado por: chechi]

Bruno murió en la hoguera entre otras cosas por decir que había vida en otros lugares del universo infinito. Ahora no podemos cerrar los ojos como hizo la iglesia a los nuevos avances. Está claro que hay vida pero ¿cómo se habrá desarrollado? no es posible que las condiciones sean exactamente iguales y por lo tanto la evolución no es ni imaginable para nosotros. ¡Viva Galileo!

[Publicado por: Conde Vilácula]

un solo comentario: ¡qué maravilla!

[Publicado por: Leonardo]

Perdona, en realidad no sé si tu nombre es Gillem o Pere...

[Publicado por: Leonardo]

Estupenda entrada Gullem, muy técnica y muy interesante pues es un tema que sin dudarlo, de alguna manera nos concierne a todos. De cualquier forma el Universo es tan enorme que es imposible negar que exista vida, otra cosa es que exista vida con niveles de tecnología. Es muy probable que existan mundos con vida abundanta como lo fue la tierra hace 350 millones de años por ejemplo; con vida adaptada al medio, a los gases, a las temperaturas, a la gravedad y otras condicionantes. Muy dificil pensar en viajes factibles para llegar a ellos. ¡ Y aunque hubiera tecnología ! ¿cómo comunicarse con una civilización que está a 43 años luz? o ¿a 43.000 años luz? ..la distancia parece ser un obstaculo insalvable. Un saludo

[Publicado por: Perplejo]

Gracias Guillem por la aclaración, pero en las notas de prensa que hoy he leido insistían en que las estrellas objeto de Kepler eran de tipo solar. Por tanto es una excelente noticia que el rango de estudio abarque a todas las estrellas. Supongo que en "ese todo" no entrarán posibles planetas en torno a enanas marrones, ¿o sí?

[Publicado por: Guillem]

Hola perplejo. Si que se buscan planetas en enanas rojas, conocidas en la jerga como enanas de tipo M y que superan a las estrellas como el Sol por 10/300!!! Kepler va a coger todo lo que haya en el campo. De hecho al ser mas pequeñas el transito puede ser mas profunfo y la señal de velocidad radial mayor. Aún así tienen sus problemas : la mayor parte del flujo está en el infrarojo y acostumbran a ser activas, con manchas, fulguraciones y otras historias que son muy interesantes desde el punto de vista astrofísico pero que molestan muchísimo para la detección de planetas. Gliese 581 (el de las 3 supertierras que aparece en la foto de arriba) es también una enana roja. Y respondiendo a otro comentario, SI, Kepler está desenfocado, pero está hecho aposta para repartir la luz de cada estrella por un número grande de píxeles para evitar que un pixel malo afecte a las medidas.

[Publicado por: IGNACIO]

Hola Pere. Hacía tiempo que no "paseaba" por tu blog. Desde que desaparecío Comunidad Smart. Por cierto ¿alguien sabe que pasó? Bueno...De nuevo enhorabuena, Pere. Y Guillem, claro. Respecto a Kepler, parece que ahora todos se apuntan a considerar muy probable la existencia de mundos similares al nuestro. Hace una o dos décadas, había mucho escepticismo al respecto. En fin, echo de menos a Carl Sagan.

[Publicado por: Bióloga]

Me ha encantado este artículo. Espero que Kepler haga un trabajo muy fructífero para la humanidad. Enhorabuena Pere y Guillem. Un saludo desde el planeta Tierra ;-)

[Publicado por: Perplejo]

Los programas encaminados a buscar planetas en nuestra galaxia, generalmente , enfocan a estrellas similares al Sol, pues es lo más razonable dentro de la maraña de estrellas existente. No obstante, conviene tener en cuenta que las estrellas más abundantes de la misma son las estrellas "enanas rojas" que constituyen un alrededor de un 70% de la galaxia y que, sin telescopio, son invisibles incluso las más cercanas. Ahí no se suelen buscar planetas y menos planetas similares al nuestro. Además, estas estrellas tienen el interés adicional de ser las más longevas, pues pueden llegar a vivir más de doscientos mil millones de años, frente a lo diez mil millones de años de una estrella de tipo solar. Aunque el margen para encontrar planetas con algún tipo de vida sea en ellas muy estrecho quizás podamos encontrarnos en el futuro con sorpresas en estos lugares, sobre todo después que en el año 2005 se descubriese en una "enana roja" (Gliese 876), que se encuentra a 15 años luz del Sol, el planeta extrasolar rocoso más parecido a la Tierra hasta aquel momento.

[Publicado por: http://comielotrodia.wordpress.com]

LE PASA COMO AL HUBBLE ESTA MIOPE http://comielotrodia.wordpress.com

[Publicado por: David]

Aún me cuesta creer que se dude. Pero bueno, el creer que somos los únicos también nos da la confianza de saber que no se amenaza a la religión, a la política, etc. Por eso se crea tanta duda para que el pueblo no se asuste y se mantenga "tranquilo". Conviene no descubrilo los motivos se sobreentienden, ¿acaso creemos que la gente reaccionaría con alegría y entusiamo? Pienso que no, lo desconocido siempre provoca miedo y aflora la descofianza y no hablo de nosotros (gente de a pié) sino de las altas esferas. ¿Si deconfiamos del país vecino como sería del planeta más cercano? Por otro lado ¿se invierte tanto en algo ( construcción de satélites, equipos de científicos, etc) de lo que tanto se duda? Pienso que ya hace tiempo se sabe... otra cosa es que quieran decirlo.

[Publicado por: Alnahua]

Asisti a una conferencia en donde me quedo muy claro que de existir vida en otros planetas, porque creo que la hay y en muy buena cantidad en el universo, esta seria en su mayoria de caracter microbiano. osea que lo mas parecido por el momento que podemos experar de ET es una bacteria, mas esto ya seria un indicio para vida de organismos superiores, una revelacion trasendental para este siglo.