Mario Pérez, el cazador de mundos

mario-perezMario Pérez, astrofísico del Programa Científico de la NASA, saca su iPhone del bolsillo y chequea la aplicación 1 que muestra en tiempo real el número de planetas extrasolares identificados. "Nosotros usamos aquí esta app para estar al día en los descubrimientos que hacen tanto los telescopios terrestres como las dos únicas sondas espaciales dedicadas a buscar exoplanetas -Kepler y Corot-. Hay que estar al día, porque los hallazgos aumentan literalmente de semana en semana". Este chileno está al frente de las diversas misiones de la NASA encargadas de descubrir exoplanetas, aquellos que están fuera del Sistema Solar.

Si el 15 de agosto la lista de los extrasolares localizados alcanzaba los 648, la sonda Kepler -lanzada hace dos años- tiene otros 1.285 candidatos que esperan ser estudiados. Gracias a uno de estos trabajos realizados con telescopios en Nueva Zelanda y Chile, se confirmó en mayo de 2011 la existencia de una nueva clase de planetas. "Son los llamados planetas errantes", dice Pérez. "Mundos que pueden ser tanto júpiteres gaseosos como esferas de roca, que no están ligados por gravedad a ninguna estrella y que posiblemente han sido expulsados de sus sistemas solares en algún momento de su evolución por colisiones o perturbaciones en su órbita, de modo que vagan ahora huérfanos en órbitas inmensas a través del frío y oscuro medio interestelar".

Los telescopios habían pasado dos años enfocando hacia el centro de la Vía Láctea cuando aquel mayo de 2011 el estudio internacional identificó una decena de estos planetas solitarios a una distancia de 10.000 a 20.000 años luz de la Tierra. Algunos astrónomos especulan que, puesto que su expulsión parece ser un suceso bastante común en la formación de los sistemas solares, podría haber dos veces más de estos mundos errantes que estrellas en el universo. Aquello fue un descubrimiento importante, pero estos nuevos objetos no están entre las prioridades de la agencia espacial estadounidense. "Aquí estamos tratando de encontrar vida", señala Pérez, designado por la NASA para supervisar las investigaciones en el Gran Telescopio Binocular o LBT, en Arizona, y el telescopio Keck, de Hawái, entre otros. "Buscamos planetas con condiciones que soporten la vida. Los errantes no tienen nada que los ilumine, ya que son mundos cuyas superficies están en equilibrio con la radiación de fondo, es decir, cerca del cero absoluto (-273,15 ºC). Si poseen una atmósfera, esta estaría congelada", recuerda el astrofísico. ?Por eso, desde el punto de vista de la astrobiología, no son tan interesantes. Aunque es cierto que la vida aparece en condiciones extremas, tiene más sentido que enfoquemos nuestros esfuerzos iniciales en los candidatos más obvios. Y una vez identificados, hay que caracterizarlos?.

Planetas habitables


Por tanto, la NASA anda enfrascada en la caza de planetas que sean aptos para la vida. ¿Cuáles son las condiciones que se deben dar en los candidatos a exo-Tierra? Las exigencias son tantas que parecería imposible toparse con uno. El astrofísico australiano Jonti Horner escribió en la edición de febrero de Astrobiology que la primera exo-Tierra se descubriría dentro de un par de años. Una vez que esto ocurra, comenzará la verdadera búsqueda de vida más allá de nuestro sistema solar.

Para que un planeta tenga el potencial de albergar el tipo de vida que conocemos, su estrella madre debe cumplir ciertos requisitos de tamaño, edad, luminosidad y estabilidad. El candidato también ha de contar con unas características determinadas de masa, órbita, distancia a la estrella, lunas, continentes, actividad tectónica, presión atmosférica y campo magnético. Asimismo, tiene que estar localizado a cierta distancia de su sol como para permitir la existencia de agua líquida en su superficie, la llamada zona habitable.

La primera característica que debe cumplir la estrella anfitriona es no ser demasiado masiva -su masa en relación con la del Sol?. "Las estrellas más grandes del universo tienen masas cientos de veces mayores que las de nuestro sol. Son astros que viven rápido y mueren jóvenes. Cuando esto ocurre, no da tiempo a que la vida se establezca", precisa Horner en Astrobiology. "En el caso de las estrellas pequeñas, digamos un 8% la masa solar, tampoco funciona, porque entonces no podrían mantener una fusión de hidrógeno en su núcleo".

En cuanto a su edad, si el sol es demasiado joven -unos cientos de millones de años-, es probable que todavía no haya surgido la oportunidad de que comience la vida en su seno. Por eso, hay que buscar estrellas que estén en la etapa de secuencia principal, en la plenitud de sus vidas, con un mínimo de mil millones de años de edad, que es cuando su luminosidad aumenta. Por ejemplo, en su estadio juvenil, el Sol apenas tenía un 70% de su luminosidad presente, y eso cambia la extensión y localización de la zona habitable. "Para que los planetas dentro de esta área hayan tenido tiempo de albergar una biosfera, necesitarían haber pasado cientos de millones de años bajo una luminosidad apropiada y estable", recuerda Pérez. Para este, unas buenas candidatas serían las estrellas enanas M, al ser las más comunes del cosmos y tener las secuencias principales más largas, con una luminosidad constante. Asimismo, los sistemas binarios -dos objetos astronómicos ligados por su fuerza gravitatoria- no deben descartarse en la búsqueda, porque, hasta el momento, han arrojado una cuarta parte de los exoplanetas descubiertos, cuyas órbitas parecen haber permanecido estables por largo tiempo. Hasta hace poco, se pensaba que un sistema exosolar con un mundo del tamaño joviano y más allá de la zona habitable era buena señal, porque el propio planeta lo defendería de colisiones contra objetos peligrosos. "Pero ahora sabemos que eso no es así", escribe Horner. "De hecho, los planetas gigantes pueden ser una espada de doble filo, ya que hacen que los pequeños se atraigan entre sí".

Lunas y mares


Por otro lado, ¿aumentaría la habitabilidad de un planeta si tuviera una luna? El satélite no solo es el responsable de las mareas, sino que estabiliza la inclinación del eje de rotación. Por ejemplo, Marte tiene variaciones de ángulo de hasta 60 grados de latitud, que si llegara a suceder en la Tierra, el círculo polar ártico pasaría sobre El Cairo.  La presencia de agua líquida, que además debe complementarse con la existencia de los continentes terrestres es otro factor importante para que un planeta extrasolar sea habitable. "¿Lo sería una exo-Tierra con océanos de cientos de kilómetros de profundidad y sin masa terrestre?

Se ha sugerido que la presencia de los continentes también juega un papel importante en el desarrollo de la vida, puesto que, a medida que las rocas se degradan, proveen minerales y metales que se diluirían en el mar", señala Mario Pérez. Otra característica fundamental para un aspirante a exo-Tierra es la presión atmosférica, que garantiza la presencia de agua líquida en la superficie y evita que se evapore. También resulta importante la actividad tectónica, que devuelve a la atmósfera el carbono secuestrado, aunque a menudo se ha sugerido que sin agua no habría dicha actividad, ya que el líquido actúa como lubricante de las placas continentales.

Además, sin una dinámica tectónica tampoco aparecería un campo magnético, y entonces no existiría una atmósfera protegida de la radiación ultravioleta que le envía la estrella anfitriona, que fue lo que le sucedió a Marte cuando el Sol era joven. "Si, cuando la vida apareció en la Tierra, la atmósfera del planeta hubiese sido la misma de hoy en día, el planeta se habría congelado, debido a que entonces el sol brillaba menos", resume el astrofísico. "Y si la Tierra de ahora tuviera la misma atmósfera que hace miles de millones de años, el efecto invernadero sería tan severo que el agua de los mares se habría vaporizado hace mucho".

¿Y el oxígeno? "No es, en realidad, un buen detector", confirma Pérez. "Un extraterrestre que observe hoy la Tierra podrá detectar emisiones de oxígeno en la atmósfera, pero si lo hubiera hecho al principio de su evolución, no habría visto ni rastro de oxígeno. Podría haberse encontrado con metano o anhídrido carbónico. Según la edad de la estrella que observemos, los índices exobiológicos de detección de vida son diferentes. Así que la solución no es única".

Como una lente


Tampoco son únicos los métodos de detección de exoplanetas. "El más popular es el de la velocidad radial, que es similar al Doppler. De los 648 planetas conocidos, 429 han sido descubiertos de esta forma", explica Pérez. Y añade: "Con el método de la fotometría del tránsito se han hallado unos 139 mundos. Resulta eficaz si el planeta pasa delante de su estrella, pues causa un pequeño bajonazo en la luminosidad del astro. La microlente gravitacional, más novedosa, es responsable de encontrar los planetas errantes. Funciona cuando el cuerpo celeste produce un efecto de lente y aumenta el brillo de la estrella distante de fondo. El cuarto método es el de las imágenes directas, sistema que ha descubierto 24 exoplanetas", concluye el experto.

Pérez está convencido de que hallaremos vida en una exo-Tierra, basada en carbono y silicio, o por qué no, en arsénico. Al fin y al cabo, son los mismos elementos en todo el universo, pero reorganizados de formas distintas. El astrofísico vuelve a chequear su smartphone. El taxímetro sigue indicando 648? "Pero no por mucho tiempo".

Ángela Posada-Swafford

Etiquetas: NASAUniversoexoplanetas

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