Exoplanetas: mundos alienígenas

Durante siglos, los planetas más allá de nuestro sistema solar, llamados exoplanetas, solo existieron en teoría y en la ciencia ficción. Parecía casi imposible detectar planetas a años luz de distancia, ya que los mundos relativamente pequeños se veían miles de millones de veces más débiles que sus estrellas madre. Pero en las últimas dos décadas, los astrónomos han desarrollado con éxito métodos de detección indirecta, la mayoría de los cuales se basan en la medición de los efectos de los planetas en órbita en estrellas lejanas.

En 1992, los astrónomos informaron de las primeras masas del tamaño de un planeta alrededor de una estrella muerta, el púlsar PSR1257+12, que se encuentra a 2000 años luz de distancia. Tres años más tarde llegó la noticia del primer exoplaneta conocido, un gigante gaseoso similar a Júpiter que orbitaba su estrella más cerca de lo que Mercurio rodea nuestro Sol. Ese mundo fue detectado alrededor de la estrella 51 Pegasi, a solo 50 años luz de la Tierra.

Desde entonces, la tasa de descubrimiento de exoplanetas ha aumentado rápidamente gracias al desarrollo de tres técnicas de detección principales, que involucran observatorios terrestres y espaciales. A partir de enero de 2012, el recuento de mundos alienígenas confirmados se ha disparado a poco más de 720. Sin embargo, todavía está en marcha la búsqueda de un planeta verdaderamente similar a la Tierra, uno con el tamaño, la temperatura y la composición adecuados para albergar agua líquida, y tal vez vida.

Cómo se encuentran los exoplanetas

La técnica de caza de planetas más exitosa hasta la fecha ha sido  la velocidad radial, también llamada bamboleo Doppler, con más de 400 planetas recién descubiertos en su haber. Los astrónomos que utilizan este método buscan el "bamboleo" de una estrella (cambios reveladores en el espectro de luz de una estrella) causado por los tirones gravitacionales de los planetas en órbita. Cuanto más masivo sea un planeta y más estrecha sea su órbita, mayor será su efecto sobre la estrella anfitriona. Como resultado, la mayoría de los descubrimientos realizados con este método han sido los llamados Júpiter calientes, debido a sus grandes masas y proximidades a sus estrellas madre.

Casi dos docenas de planetas han sido detectados utilizando la técnica de microlente, comenzando con el descubrimiento en 2003 de un gigante gaseoso dos veces del tamaño de Júpiter orbitando una estrella a 18 000 años luz de distancia. La microlente gravitacional ocurre cuando una estrella pasa directamente frente a una estrella de fondo, vista desde la Tierra. El campo gravitacional de la estrella en primer plano actúa como una lente, magnificando la luz de la estrella de fondo. Si la estrella "lente" tiene un planeta en órbita, la masa adicional amplifica el aumento de una manera reveladora.

El método de tránsito, otra técnica popular, busca caídas periódicas en el brillo de una estrella a medida que un planeta en órbita pasa frente a su estrella, o transita, vista desde la Tierra. Al medir la cantidad y la frecuencia del oscurecimiento de una estrella, los astrónomos pueden estimar las órbitas y las masas de sus planetas. Además, los investigadores pueden calcular la temperatura de la superficie de un planeta a partir del período orbital del mundo y la temperatura de su estrella.

Desde su lanzamiento en 2009, la misión Kepler de la NASA ha utilizado el método de tránsito para confirmar más de 60 nuevos exoplanetas e identificar 2300 planetas candidatos que ahora esperan confirmación a través de nuevas observaciones. Monitoreando más de 150 000 estrellas, la nave espacial cazadora de planetas es la primera construida que es capaz de detectar mundos del tamaño de la Tierra en la zona habitable de una estrella similar al Sol, la región alrededor de una estrella donde puede existir agua líquida, y tal vez vida.

Cuántos exoplanetas hay

A principios de 2012, Kepler había descubierto 17 estrellas con múltiples planetas, así como una nueva clase de planetas que orbitan estrellas dobles e incluso triples. En 2024, la NASA confirmó que se había confirmado la existencia de más de 5500 explanetas y que gracias a Kepler se habían descubierto más de 2000 exoplanetas. Pero solo un puñado de los exoplanetas descubiertos hasta ahora son terrestres, de tipo rocoso como la Tierra, y muy pocos están en las zonas habitables de sus estrellas. Por ejemplo, tres de los exoplanetas rocosos más pequeños detectados hasta ahora, cada uno no más grande que Marte, orbitan cerca de la estrella enana roja KOI-961 y son demasiado calientes para albergar vida.

Los cálculos basados en los datos iniciales de Kepler sugieren que existen 100 000 millones de planetas solo en la Vía Láctea. De ellos, hasta 10 000 millones pueden ser planetas rocosos como la Tierra. Se espera que las búsquedas futuras con tecnología de monitoreo mejorada revelen exoplanetas cada vez más pequeños, mundos que orbitan a distancias más grandes de sus estrellas madre e incluso lunas alienígenas.

Ahí va a tener (y está teniendo) un papel protagonista el Telescopio Espacial James Webb, desplegado con éxito a principios de 2022. Tras apenas un año en activo, el potente telescopio ya envió datos de un exoplaneta con características similares a la Tierra. Entre todos los telescopios operativos, solo Webb es capaz de caracterizar la atmósfera de exoplanetas del tamaño de la Tierra. 

“Estos primeros resultados de la observación de un planeta rocoso del tamaño de la Tierra abren la puerta a muchas posibilidades futuras para estudiar la atmósfera de planetas rocosos con Webb”, aseguró Mark Clampin, director de la División de Astrofísica en la sede de la NASA en Washington tras el anuncio del descubrimiento. De lo que está seguro es que “Webb nos está acercando cada vez más a una nueva comprensión de los mundos similares a la Tierra fuera de nuestro sistema solar, y la misión apenas comienza”.