¿Cuántas civilizaciones alienígenas existen? Un nuevo estudio galáctico ofrece una pista

La Vía Láctea está llena de mundos habitables. De hecho, casi la mitad de las estrellas similares al Sol albergan planetas del tamaño de la Tierra que podrían ser propicios para la vida.

Tuesday, November 3, 2020,
Por Nadia Drake
Ilustración del Kepler-186f

Este concepto artístico representa el Kepler-186f, el primer planeta del tamaño de la Tierra validado que orbita una estrella distante en la zona de habitabilidad, un intervalo de distancias de una estrella a la que podría existir agua líquida sobre la superficie del planeta.

Fotografía de NASA AMES/JPL-CALTECH/T. Pyle

He aquí una buena señal para los buscadores de alienígenas: en la Vía Láctea existen más de 300 millones de mundos con condiciones similares a las de la Tierra. Un nuevo análisis ha concluido que casi la mitad de las estrellas de la galaxia similares al Sol albergan mundos rocosos donde podría acumularse o fluir agua líquida sobre la superficie de los planetas.

«Este es el resultado científico que todos esperábamos», afirma Natalie Batalha, astrónoma de la Universidad de California, Santa Cruz, que trabajó en el nuevo estudio.

El hallazgo, que ha sido aceptado para su publicación en la revista Astronomical Journal, precisa un número crucial en la ecuación de Drake. La ecuación, concebida por mi padre, Frank Drake, en 1961, establece un marco para calcular la cantidad de civilizaciones detectables que existen en la Vía Láctea. Ahora se conocen las primeras variables de la fórmula, como la tasa de formación de estrellas similares al Sol, la fracción de dichas estrellas con planetas y el número de mundos habitables por sistema estelar.

El número de estrellas similares al Sol con mundos similares a la Tierra «podría haber sido uno entre mil o uno entre un millón, nadie lo sabía a ciencia cierta», afirma Seth Shostak, astrónomo del instituto SETI (las siglas de Search for Extraterrestrial Intelligence o «búsqueda de inteligencia extraterrestre») que no participó en el nuevo estudio.

Los astrónomos estimaron la cantidad de planetas a partir de datos del Kepler, un observatorio espacial de la NASA que buscó planetas hasta el fin de su misión. Durante nueve años, Kepler contempló las estrellas y estuvo atento a los breves destellos que se producen cuando los planetas bloquean una parte de la luz estelar. Al final de su misión en 2018, Kepler había detectado 2800 exoplanetas, muchos de ellos muy poco parecidos a los mundos que orbitan alrededor del Sol.

Pero la meta principal de Kepler siempre fue determinar cómo de comunes son los planetas parecidos a la Tierra. Para los cálculos se necesitó la ayuda de la sonda Gaia de la Agencia Espacial Europea, que observa las estrellas de la galaxia. Gracias a las observaciones de Gaia, los científicos pudieron determinar que la Vía Láctea está poblada por cientos de millones de planetas del tamaño de la Tierra que orbitan estrellas similares al Sol y que la más cercana probablemente se encuentre a 20 años luz del sistema solar.

Medio siglo de búsqueda

La ecuación de Drake utiliza siete variables para estimar la cantidad de civilizaciones detectables que hay en la Vía Láctea. Tiene en cuenta factores como la fracción de estrellas similares al Sol con sistemas planetarios y el número de planetas habitables dentro de cada uno de esos sistemas. A partir de ahí, considera con qué frecuencia evoluciona la vida en mundos que tienen las condiciones adecuadas y con qué frecuencia esas formas de vida acaban desarrollando tecnologías detectables. En su forma original, la ecuación asume que evolucionarían alienígenas con saber tecnológico en planetas que orbitan estrellas similares al Sol.

«Cuando los astrónomos hablan sobre descubrir estos planetas, todo el mundo habla sobre la ecuación de Drake, ¿no?», afirma Jason Wright, astrónomo de la Universidad del Estado de Pensilvania que estudia los mundos potencialmente habitables, pero que no participó en el nuevo estudio. «Todos tenemos eso en mente cuando realizamos este cálculo».

Los científicos han tardado más de medio siglo en precisar en cuántos planetas es factible que exista vida. En 1961, los astrónomos no conocían mundos que orbitaran estrellas, excepto el Sol, y aunque las teorías de formación planetaria sugerían que los exoplanetas deberían ser comunes, carecían de evidencias observables de su existencia. Pero a lo largo de la última década ha quedado claro que los planetas son muy comunes y que superan en número a las estrellas en la Vía Láctea. De media, casi todas las estrellas albergan al menos un mundo que la orbita.

Este dato fue «un gran paso adelante», afirma Wright. «Eso fue lo que nos reveló que había muchos lugares donde podría haber surgido la vida tal y como la conocemos». Pero el siguiente factor de la ecuación de Drake —el número de mundos habitables por sistema planetario— era más difícil de calcular, señala Batalha.

Mundos como el nuestro

Kepler detecta mundos lejanos observando los descensos de la luz que se producen cuando los planetas pasan frente a sus estrellas y ocultan brevemente una fracción de la luz estelar. Según la cantidad de luz estelar bloqueada y la frecuencia con que ocurre se puede averiguar el tamaño de un planeta y cuánto tarda en orbitar alrededor de su estrella. Mediante este método, Kepler ha detectado cientos de exoplanetas de diversos tamaños y órbitas. Pero lo que realmente buscaban los científicos era la fracción de planetas como la Tierra: templados, rocosos y orbitando estrellas similares al Sol.

Las primeras estimaciones sugerían que quizá un 20 por ciento de las estrellas similares al Sol cumplían dichos criterios. Ahora sabemos que la cifra se acerca más al 50 por ciento, si no más.

«Es mayor de lo que pensaba. Siempre decía al público que eran uno de cada cuatro, uno de cada cinco; este resultado es una sorpresa muy agradable», afirma Batalha. «De media, es probable que casi todas las estrellas similares al Sol alberguen un planeta potencialmente habitable».

Calcular la frecuencia de estos planetas ha entrañado retos inesperados. Las estrellas que observó Kepler eran más activas de lo previsto y generaban señales que podían imitar o enturbiar los rasgos distintivos de los tránsitos planetarios. Además, el propio satélite era quisquilloso y exigía maniobras periódicas que complicaban las observaciones, sobre todo después del fallo de algunas partes cruciales que proporcionaban equilibrio al observatorio.

Para llegar a su conclusión, Batalha y sus colegas combinaron datos de Kepler y Gaia, que está rastreando y clasificando mil millones de estrellas cercanas. Identificaron planetas del Kepler que tienen entre 0,5 y 1,5 el radio de la Tierra, que probablemente sean rocosos en vez de gaseosos. De Gaia obtuvieron las temperaturas y los tamaños de las estrellas que orbitan estos planetas.

En lugar de basar la habitabilidad potencial de un planeta solo en su distancia respecto a una estrella, el equipo calculó cuánta energía alcanzaba cada uno de estos mundos. A continuación, el equipo seleccionó los mundos cuyas temperaturas permitirían que sobreviviera agua líquida en la superficie.

Cuando el equipo tuvo una muestra representativa de mundos rocosos y templados conocidos que orbitan estrellas similares al Sol, pudo estimar cuántos existen en toda la galaxia. Descubrieron que entre el 37 y el 60 por ciento de las estrellas similares al Sol de la Vía Láctea deberían albergar un mundo templado del tamaño de la Tierra. Mediante un cálculo más liberal de la energía necesaria para que un mundo sea templado, descubrieron que del 58 al 88 por ciento de las estrellas similares al Sol deberían tener un planeta con dichas características.

Obviamente, hay muchos factores que determinan si un mundo de la zona de habitabilidad es realmente propicio para la vida. Las características planetarias como los campos magnéticos, las atmósferas, el contenido de agua y la tectónica de placas influyen y son difíciles de observar en mundos pequeños y lejanos.

Con todo, «este estudio ayuda a centrarse en exactamente cuántos lugares con vida podría haber», afirma Wright. «Y calculan la distancia más probable al planeta más cercano de este tipo, y acaban en nuestro barrio celeste». Es probable que el mundo más cercano se encuentre a 20 años luz y debería haber cuatro a 33 años luz.

De habitabilidad a civilización

Ahora que los astrónomos se han hecho una mejor idea de cuántos mundos similares a la Tierra hay esparcidos por la galaxia, podrán seguir solucionando las variables de la ecuación de Drake. No será fácil precisar muchos de los factores restantes, entre ellos incógnitas cruciales como la frecuencia con que los extraterrestres desarrollan tecnologías que podríamos detectar y el periodo de tiempo durante el que son detectables estas civilizaciones.

Otra cuestión destacada es si los científicos deberían incluir estrellas que no sean similares al Sol, ya que se han descubierto varios mundos del tamaño de la Tierra alrededor de estrellas más pequeñas y frías. Y quizá deberíamos tener en cuenta mundos que no sean planetas. Aunque muchos de los mundos de Kepler son grandes y gaseosos, «podrían tener lunas forestadas como Endor» de Star Wars, dice Wright. «O como Pandora, como en Avatar».

Los astrónomos están muy cerca de averiguar el próximo factor de la ecuación: la fracción de mundos habitables en los que evoluciona la vida. Mientras seguimos explorando nuestro sistema solar, hemos descubierto que la lista de nichos habitables es larga y diversa. Mundos como Marte o Europa, la luna helada de Júpiter, podrían albergar vida microbiana e incluso las nubes tóxicas de Venus podrían contener formas de vida.

«Si ha ocurrido más de una vez en el sistema solar, eso revela el número enseguida», afirma Wright.

Descubrir un solo ejemplo de vida extraterrestre demostraría que la biología no es una casualidad cósmica, sino un desenlace probable con los ingredientes necesarios. Muchos astrónomos afirman que la vida es básicamente inevitable si tenemos en cuenta la cantidad de mundos habitables que hay en el cosmos.

Con todo, desentrañar esas últimas variables de la ecuación de Drake —las que nos revelan si la Tierra alberga los únicos organismos con pericia tecnológica de la galaxia— será un misterio hasta que, como dice mi padre, hayamos escuchado los murmullos de los mundos alienígenas.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.
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