Sobre mundos que fueron y no fueron

Sobre mundos que fueron y no fueron

La ciencia no conoce la verdad, pero intenta acercarse a ella sin dogmas de fe, solo en base a evidencias y deducciones que deben explicar de forma lógica cada escenario y ser al mismo tiempo predictivas. Da igual que creas o no en la ciencia para que esta exista, funcione y se acerque a describir la realidad.

Pero esta entrada no pretende ser un ensayo sobre filosofía de la ciencia, ni tan siquiera metodología de la misma, quizás un día escriba de ello, pero no ahora.

En 1995 detectamos el primer exoplaneta alrededor de una estrella de tipo solar. Sus descubridores, M. Mayor y D. Queloz utilizaron exitosamente el método de velocidades radiales mediante un espectrógrafo instalado en el telescopio de 1,9 metros del observatorio de la Alta Provenza (OHP) en Francia. Este descubrimiento (que les valió el premio Nobel en 2019) abrió una rama inesperada -en esos años- de la astronomía; la búsqueda y caracterización de exoplanetas.

Pronto empezamos a detectar nuevos exoplanetas también mediante nuevos métodos observacionales (como el de los tránsitos y sus curvas de luz correspondientes), en estrellas de la secuencia principal y en especial en enanas rojas (Gliese 876 b), donde ciertamente a priori no esperábamos encontrar en la cantidad que lo estamos haciendo.

Los telescopios espaciales, COROT (ESA,2006) pero especialmente KEPLER (NASA,2009) marcaron un punto de inflexión en la detección de exoplanetas. Kepler en concreto se centró en el estudio de la variabilidad del brillo estelar (tránsitos) en una pequeña zona de la constelación del Cisne, de estrellas poco brillantes, pero en gran cantidad simultáneamente y a una media de unos 3000 años luz de distancia.

Crédito: NASA. Ilustración de un mundo con tres soles, allá por el 2005.

La cantidad y variedad de mundos que se detectaron y confirmaron -y esto es importante- ha sido increíble, y continúa creciendo. Incluso la extensión de la misión Kepler K2, todavía a día de hoy continúa dando resultados entre la lista de estrellas sospechosas de contener exoplanetas.

Hace poco me hice eco en una entrada [1] de que NASA anunciaba que se habían sobrepasado los 5000 exoplanetas, y esta pasada semana se añadían 60 más de mundos confirmados.

Empezamos detectando «Júpiteres calientes» -y era lógico como posible sesgo observacional-, pero como su propio nombre indica, empezamos detectando gigantes gaseosos muy cercanos a sus estrellas, contrariamente a lo que tenemos en nuestro sistema solar, lo cual abrió cierta crisis en las teorías de formación planetaria.

También, algo posteriormente, empezamos a detectar planetas de tipo terrestre (aunque bastante mayores), con especial pasión por aquellos que además se sitúan en la zona de habitabilidad de su estrella, porque nos deja volar la imaginación sobre la posibilidad de que pudiera surgir también la vida como ocurrió en la Tierra. Aunque solo esta afirmación también daría para una entrada.

Así, en este trascurrir de descubrimientos, detectamos sistemas planetarios con varios planetas terrestres en la zona de habitabilidad (TRAPPIST-1 quizás el más famoso), planetas en sistemas con dos soles (55 Cancri b) e incluso planetas con más soles alrededor de sistemas realmente cercanas (Alfa centauri C b, también conocido como Próxima Centauri b) y aparentemente prometedores [2].

De entre la gran variedad de mundos, cada pocos meses, encontramos uno nuevo que nos hace soñar con lo que llamamos una Tierra 2.0. Actualmente quizás el planeta más parecido al nuestro sea Kepler 1649c a unos 300 años luz y orbitando una enana roja, pero es solo cuestión de tiempo que encontremos algunos planetas terrestres en escenarios mucho más parecidos al nuestro; alrededor de estrellas amarillas de edad intermedia y relativamente tranquilas- como nuestro Sol- por contraposición a la cercanía de planetas en enanas rojas excesivamente activas.

Y aunque los descubrimientos sobre exoplanetas son revisados por instrumentos independientes antes de ser considerados confirmados, a veces se deslizan fiascos. El sistema conocido como Tatooine (en referencia al universo StarWars en el que aparece un planeta con dos soles) o más correctamente HD188753A b, durante casi una década fue portada de innumerables artículos de divulgación, aunque nunca fue confirmado.

Incluso más recientemente durante 2016 se publicó en Sciencie el descubrimiento de un Júpiter caliente que orbitaba también a 3 soles, detectado mediante los telescopios VLT, el planeta HD131399 A b. Sin embargo, en este caso, fue el propio investigador principal del paper que anunciaba su descubrimiento, quien recientemente retiraba el descubrimiento por la confirmación -en este caso- de una contaminación en los datos debido a la presencia de una estrella de fondo que fue posible descubrir mediante los telescopios Keck. Esta retractación también fue publicada naturalmente en Sciencie.

Y aunque cada vez hay más astrónomos que se suben al carro de la caza de exoplanetas y su caracterización, donde el telescopio espacial James Webb Telescope nos promete sorpresas (recordemos, en los ya descubiertos, pues no es un telescopio cazador de exoplanetas), muchas veces hay que recordar como se construye la ciencia: en base a éxitos y errores en las hipótesis de la interpretación de datos e incluso en el error de los propios datos.

Por tanto, no pienses que lo que se publica en la Wikipedia (por citar un medio de información), o en tu publicación preferida de divulgación científica, es la verdad, ni si quiera -algunas veces- lo que se publica en fuentes primarias de investigación científica resulta ser cierto.

Finalmente, referir siempre a fuentes como [3] y [4] para estar al día de un mundo tan movido como es el mundo de los exoplanetas.

Un saludo y gracias por leerme

Referencias del texto:

[1] https://cielosestrellados.net/2022/03/26/mundos-a-montones/

[2] https://www.nature.com/articles/nature19106

[3] https://www.jpl.nasa.gov/topics/exoplanets

[4] http://exoplanet.eu/

Mundos a montones

La primavera boreal de 2022 empieza con más de 5000 exoplanetas confirmados.

La búsqueda de exoplanetas – planetas alrededor de otras estrellas – no ha hecho nada más que empezar y acabamos de sobrepasar los 5000 exoplanetas.

Captura de la página web de NASA dedicada a exoplanetas, en marzo de 2022.

Antes de los años 90 del siglo pasado, a los niños y niñas se les enseñaba un sistema solar que bien se podría representar en un cromo de colección.

El Sol, una enorme esfera gigante de Hidrógeno que brillaba con luz propia debido a la fusión nuclear en su interior, y sus 9 planetas que nos aprendíamos de carrerilla por orden de proximidad. Cuatro de ellos eran gaseosos, y de estos extraños mundos, los más exteriores Urano y Neptuno, solo habían podido ser fotografiados y estudiados de cerca unos pocos antes por la sonda espacial Voyager 2. El más exterior de los planetas, Plutón -pequeño y de tipo terrestre- a lo lejos, marcaba quizás una frontera donde ya solo sería posible encontrar núcleos de hielo propio de cometas de medio periodo, y aún más lejos, la llamada nube de Oort, quizás a nada menos que 1 año luz de nuestra estrella y donde se situaba un halo esférico de núcleos de cometas de largo periodo.

En la denominada zona de hielo, la separación entre Marte y Júpiter se encontraba el cinturón (principal) de asteroides, con cientos de miles de estos cuerpos, siendo el más grande Ceres descubierto un 1 de enero de 1801 y con 1000 kilómetros de diámetro. Era tan grande que se le llegó a considerar un planeta.

A partir de estos datos, se formulaban hipótesis sobre la formación planetaria tras la formación solar, con una peculiaridad: nuestro sistema solar era el único que conocíamos, era la única muestra y eso habría hipótesis difícilmente refutables por las observaciones.

Soñar con otros mundos, a pesar de los avances en muchos campos de la astrofísica galáctica y extragaláctica con la llegada de la astronomía espacial y los grandes telescopios de última generación, no dejaba de ser un sueño que bien podría haber tenido Giordano Bruno, cuatro siglos antes.

Soñar con otros mundos habitables, como hizo Bruno tirando de imaginación en siglos oscuros, entraba en la difusa frontera entre ciencia y pura especulación. Algunos pioneros en este campo, mucho más modernos, han dejado su huella, como por ejemplo el Dr. Frank Drake, cuya simbólica fórmula para el cálculo de civilizaciones extraterrestres en nuestra galaxia fue popularizada por su amigo el Dr. Carl Sagan en su mítica serie COSMOS en los años ochenta.

Uno de los factores de esta fórmula simbólica era el número de sistemas planetarios presentes por cada estrella, un número tan desconocido entonces como el resto de factores que incluian.

El año de las Olimpiadas de Barcelona y la Exposición Universal de Sevilla (1992) se publicó la detección de posibles cuerpos planetarios alrededor de una estrella de neutrones en la constelación de Virgo (PSR B125+12) a más de 2000 años luz, que mostraba pulsaciones con irregularidades. No era esperable descubrir cuerpos planetarios alrededor de los restos de una estrella que había explotado como supernova, e incluso hubo cierta incertidumbre si los datos obtenidos mediante observación en radio (Arecibo) eran correctos.

Pero solo tres años después, en octubre 1995 se publicó una observación confirmada, de la detección del primer planeta alrededor de una estrella «normal» (secuencia principal) por parte de los astrónomos suizos Michael Mayor y Didier Queloz desde el observatorio astronómico de Alta Provenza (Francia) mediante la llamada técnica de las «velocidades radiales». Se trataba de un planeta tipo Júpiter pero muy cercano a su estrella (51 Pegasi). Este primer planeta, por cuyo descubrimiento ambos astrónomos recibieron el premio Nobel de Física en 2019, fue solo el primero en la detección de muchos planetas alrededor de otras estrellas en la «vecindad» galáctica de nuestro Sol.

Representación artística de 51 Pegasi. Crédito Debivort, Wiki Creative Commons

Curiosamente encontrábamos planetas de tipo «Júpiteres calientes» en las cercanías de sus estrellas, a diferencia de la actual disposición de nuestros gigantes gaseosos en nuestro sistema solar. Planetas masivos gaseosos que orbitaban sus estrellas de forma muy cercana (con superficies calculadas de más de 1000 ºC) y que eran capaces de provocar ese «cabeceo» gravitatorio periódico en sus estrellas, que era recogido mediante técnicas de estudio Doppler con espectrógrafos en la Tierra suficientemente sensibles.

Además, seamos consciente del sesgo observacional que supone este hecho; los planetas gigantes y masivos -y más si se encuentran cerca de sus estrellas- son capaces de provocar ese cabeceo gravitatorio que planetas de tipo terrestres -mucho más pequeños y menos masivos- no son capaces de producir, o al menos, no en una cantidad detectable desde nuestro planeta.

En todo caso 51 Pegasi b, en nomenclatura habitual en el nombramiento de exoplanetas, o Dimidio como posteriormente se le denominó, con una masa de la mitad de masa de Júpiter y con una órbita alrededor de su estrella de solo 4 días, abrió una nueva era en la caza de exoplanetas.

Los primeros años posteriores al descubrimiento de este primer exoplaneta fue un goteo, pero otro punto de inflexión lo marcó nuestra capacidad de detectar aquellos exoplanetas que tenían sus órbitas alrededor de sus estrellas orientadas en la visual de la Tierra provocando tránsitos sobre las mismas, que provocaban pequeñísimas variaciones de brillo, Así HD209458b fue el primer exoplaneta que, tras ser descubierto mediante velocidad radial, fue confirmado mediante el «método del tránsito». Teníamos la tecnología suficiente para detectar bajadas ínfimas de brillo.

Exoplanetas en la bóveda celeste. La zona violeta es la cubierta por el telescopio espacial «cazaplanetas» Kepler (NASA) donde se acumulan un gran número de descubrimientos

Los lanzamientos de los telescopios espaciales de COROT (2006, ESA) pero sobre todo de KEPLER (2009, NASA) nos devolvieron descubrimientos y candidatos (sospechosos a falta de confirmación) por cientos, abriendo toda una fauna de diferentes tipos de exoplanetas en diferentes tipos de escenarios estelares.

Los descubrimiento de planetas de tipo terrestre, de sistemas planetarios incluso con varios planetas de este tipo, las primeras detecciones de atmósferas planetarias, los mundos exóticos con dos soles o más soles, las consideraciones de las zonas de habitabilidad de sistemas solares y la existencia de planetas (y lunas) en las mismas, están provocando una época floreciente en una disciplina de la investigación astrofísica impensable hace muy pocas décadas y que hacen confluir ciencias con una gran transversalidad; formación planetaria, geología, biología, estadística,…

Nuevos instrumentos, a punto de entrar a funcionar con una potencia hasta ahora nunca vista (en nuestra cabeza todos tenemos el James Webb Space Telescope), nos hacen soñar, como Bruno o como el Dr. Drake, pero bajo un paraguas muy importante, dejamos las especulaciones para poner sobre la mesa evidencias científicas. Nuestra destreza es solo nuestro limite, el cielo es el límite.

Recientes exoplanetas de tipo terrestre especialmente interesantes desde el punto de vista de la habitabilidad. Crédito: Universidad de Puerto Rico UPR

Para saber mucho más, y estar al día de descubrimientos prácticamente todas las semanas, os recomiendo especialmente:

NASA: https://exoplanets.nasa.gov/

Observatorio Virtual (IVOA)- Observatorio de Paris : http://exoplanet.eu/

Universidad de Puerto Rico, Arecibo: https://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog

Espero que disfrutéis de estos momentos tan históricos de la ciencia. Muchas gracias por leerme y no olvides dejar cualquier opinión o aporte al respecto.