Buscando otras tierras

Rafael Rebolo Pérez / Director del Instituto Astrofísico de Canarias / Artículo publicado en la revista espacial Infoespacio de TEDAE / Los astrónomos están cada vez más cerca de descubrir planetas similares a la Tierra en órbita alrededor de otras estrellas, los llamados “exo-Tierras”. Después de siglos de especulaciones acerca de la existencia de estos planetas, por fin estamos cerca de identificarlos y de proceder a caracterizarlos.

Hace unos 20 años se detectaron los primeros, planetas gigantes alrededor de estrellas similares al Sol. La técnica empleada en aquellas búsquedas pioneras sigue utilizándose hoy en día y, esencialmente, requiere medir con alta precisión los desplazamientos en longitud de onda del espectro estelar vinculados con los cambios periódicos en la velocidad inducidos en la estrella por la presencia de un planeta.

El movimiento orbital de los exoplanetas produce variaciones de carácter periódico en la velocidad de sus estrellas. Estos cambios son más grandes en amplitud cuanto mayor es la masa del planeta o más cerca se encuentra éste de su estrella.

Pueden ser detectados con los espectrógrafos de gran estabilidad y muy alta resolución espectral instalados en grandes telescopios.

En las dos últimas décadas se han refinado sustancialmente estos instrumentos. Ya es posible medir velocidades de estrellas con precisiones mejores que 50 centímetros por segundo. Es el caso del instrumento HARPS-N en el telescopio nacional Galileo (ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en la isla de La Palma) con el que actualmente se desarrolla un programa muy intenso de búsqueda de planetas tipo terrestre en estrellas más pequeñas que el Sol.

Estas técnicas han detectado planetas en más de 600 estrellas de la vecindad del Sol, incluidas algunas de las más cercanas como es el caso de la estrella B del sistema Alfa Centauro. La estadística apunta a que más del 30 % de las estrellas tienen planetas y que en nuestra galaxia probablemente existan varios miles de millones de planetas.

Con los nuevos instrumentos que están en construcción, los errores de medida se reducirán a unos pocos centímetros por segundo.

A finales del año 2016, los telescopios europeos VLT en Chile contarán con el espectrógrafo de última generación ESPRESSO, que podrá combinar al mismo tiempo la luz de cuatro telescopios de 8 metros de diámetro. Este proyecto, que es codirigido por el Instituto de Astrofísica de Canarias, tiene por objetivo principal detectar planetas similares al nuestro en órbita alrededor de otras estrellas y hará uso de las técnicas más avanzadas de calibración en longitud de onda utilizando sistemas láser de “peine de frecuencia”.

Un instrumento de estas características también se ha propuesto para el futuro telescopio gigante europeo, pero este telescopio tardará unos 10 años en construirse.

Entre tanto, los planetas del tamaño de la Tierra también se detectaránmediante los eclipses que pueden ocasionar en la luz de sus estrellas. Cuando un planeta cruza la línea de visión que nos une a la estrella, intercepta la luz de aquélla y hace disminuir su brillo por un corto intervalo de tiempo.

Los eclipses permiten examinar la composición química de las atmósferas exoplanetarias (un trabajo de investigación que el Gran Telescopio Canarias ya realiza con éxito en exoplanetas gigantes) y esto puede ser clave para identificar indicadores de actividad biológica en otros planetas

Hasta ahora, la mayor parte de los planetas descubiertos por esta técnica son demasiado calientes como para poder tener alguna esperanza de que la vida se haya desarrollado en ellos.

El satélite Kepler de la NASA tiene como objetivo detectar varias decenas de planetas terrestres mediante eclipses, y tiene la sensibilidad adecuada para detectar un planeta idéntico al nuestro en órbita alrededor de una estrella gemela del Sol.

No sabemos cómo de frecuentes son los planetas gemelos de la Tierra, pero es cuestión de pocos años tener una respuesta a esta pregunta.

Obtener imágenes directas de planetas es una tarea difícil por el fuerte contraste que hay entre la luz de una estrella y la de un débil compañero planetario.

Afortunadamente, el avance en las técnicas de óptica adaptativa permite corregir cada vez mejor las turbulencias atmosféricas y producir imágenes de más alta calidad que son especialmente sensibles en el infrarrojo cercano.

Obtener imágenes de exoplanetas terrestres tendrá que esperar a que la óptica adaptativa extrema funcione en los futuros telescopios de gran diámetro.

La búsqueda de exo-Tierras no ha hecho más que empezar. Se suceden los descubrimientos con una velocidad de vértigo y esto nos hace pensar con optimismo que, en esta década, se va a recorrer un camino que culminará con la detección de planetas gemelos de la Tierra