La Luna inspira un método para hallar planetas similares a la Tierra

Todos hemos oído hablar de la búsqueda de planetas similares a la Tierra. Pero, ¿qué queremos decir con «similares a la Tierra»? Resulta que no es tan fácil como parece. Por un lado, hay otros mundos en nuestro sistema solar que podrían considerarse más parecidos a la Tierra. La temperatura de la superficie y la composición atmosférica de estos cuerpos son lo suficientemente similares a la nuestra como para que puedan albergar vida. Así que echemos un vistazo a cómo los científicos se dedican a encontrar estos esquivos planetas (y tal vez incluso algunas lunas) alrededor de otras estrellas.

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Encontrar un planeta similar a la Tierra, con una temperatura superficial capaz de albergar agua líquida, es uno de los objetivos del satélite de próxima generación de la NASA para la caza de planetas TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite).

El satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de próxima generación de la NASA buscará exoplanetas alrededor de estrellas brillantes con una temperatura superficial similar a la de la Tierra. El TESS encontrará planetas que orbiten alrededor de estrellas cercanas que sean similares al Sol.

En el futuro, los científicos que utilicen los datos de TESS podrán determinar la masa, la densidad y el tamaño de estos planetas, información necesaria para comprenderlos mejor y buscar signos de vida en sus superficies.

Aunque el telescopio espacial Kepler de la NASA ha descubierto miles de exoplanetas, la mayoría están demasiado lejos y son demasiado difíciles para realizar estudios de seguimiento como la espectroscopia -análisis de la luz de una estrella o planeta- o la observación atmosférica. Al centrarse en las estrellas cercanas, TESS proporcionará a los investigadores una gran cantidad de información sobre los mundos recién descubiertos que algún día podrían dar respuestas definitivas sobre si estamos solos en nuestra galaxia

La gravedad de las estrellas como nuestro sol atrae a los planetas rocosos en órbita, incluidos los que se encuentran en la llamada zona habitable, donde las temperaturas son lo suficientemente moderadas como para albergar vida.

La habitabilidad de un planeta viene determinada por la combinación de su distancia a la estrella, su masa y su atmósfera. La zona habitable es la región en la que puede haber agua líquida en la superficie de un planeta. En el caso de nuestro sistema solar, esto significa que la Tierra tiene que estar en el lugar adecuado para que la vida prospere aquí. Lo mismo ocurre con otros sistemas planetarios.

El tamaño de su estrella determina el tipo de planetas que puede tener orbitando a su alrededor; las estrellas más grandes tendrán menos planetas que las más pequeñas porque son demasiado grandes para retener objetos pequeños como asteroides y cometas (que de otro modo chocarían entre sí).

La capacidad de TESS para encontrar planetas aprovecha los «tránsitos», cuando un planeta cruza por delante de una estrella.

TESS es una misión de la NASA que utiliza el método de tránsito para encontrar planetas similares a la Tierra. El método de tránsito se utiliza para detectar cuando un planeta cruza por delante de una estrella y bloquea su luz durante un breve periodo de tiempo. TESS podrá detectar decenas de miles de nuevos mundos, ¡incluso aquellos que puedan albergar vida!

El telescopio espacial Kepler lleva detectando tránsitos con éxito desde 2009, pero ha tenido problemas para encontrar planetas rocosos como la Tierra que están relativamente cerca de sus estrellas. Ahí es donde entra TESS: al estudiar estrellas cercanas, puede detectar planetas en tránsito de un tamaño apenas superior al de la Tierra, ¡y estos están más cerca de nosotros que cualquier otro tipo de exoplanetas descubierto hasta ahora!

En ese momento, la luz de la estrella disminuye durante un breve periodo de tiempo, ya que el planeta la bloquea.

El planeta orbita alrededor de la estrella, pero al estar tan cerca de ella, su órbita está por delante de la misma. Al pasar entre nosotros y la estrella, su gravedad tira ligeramente de ella, haciendo que se oscurezca durante un breve periodo de tiempo.

Al estudiar estas caídas de brillo, los astrónomos pueden averiguar el tamaño y la temperatura de una atmósfera planetaria. También pueden saber qué gases están presentes en esa atmósfera, por ejemplo, si hay monóxido de carbono o gas metano en un exoplaneta como el nuestro.

Si estos tránsitos ocurren cada órbita, como un reloj, es una señal de que un planeta similar a la Tierra está tirando de su estrella.

Si estos tránsitos se producen en cada órbita, como un reloj, es una señal de que un planeta similar a la Tierra está tirando de su estrella. Es como un faro en el cielo nocturno. Sabes que estás en el punto correcto para tu barco cuando ves que la luz empieza a parpadear rítmicamente cada 5 segundos más o menos.

Así que si hemos encontrado una estrella con un exoplaneta moviéndose delante de ella -y observando estos tránsitos regulares, podemos saber que ocurren- entonces podemos usar nuestros telescopios para buscar la luz que se hace más tenue y más brillante con el tiempo a medida que este planeta en órbita pasa delante de su estrella anfitriona.

Pero no es tan fácil.

Pero no es tan fácil. Astrónomos como Guillermo Torres, del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA), han buscado una forma más fácil de encontrar estos planetas rocosos con órbitas perfectas.

Astrónomos como Guillermo Torres, del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA), han estado buscando una forma más fácil de encontrar esos planetas rocosos con órbitas perfectas.

Científicos como Guillermo Torres, del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA), han estado buscando una forma más fácil de encontrar estos planetas rocosos con órbitas perfectas. Han ideado un nuevo método que aprovecha la atracción gravitatoria del Sol sobre sus planetas, utilizándola como una lupa para ver cualquier cuerpo del tamaño de la Tierra en tránsito.

Debido a que los planetas rocosos son pequeños en comparación con sus estrellas, encontrarlos mediante la detección de tránsitos es difícil.

Como los planetas rocosos son pequeños en comparación con sus estrellas, es difícil encontrarlos mediante la detección de tránsitos. El tamaño del planeta es aproximadamente una milésima parte del de su estrella, por lo que sólo bloquea una pequeña fracción de la luz que atraviesa su órbita. Por si fuera poco, los planetas rocosos no pasan directamente por delante de su estrella madre mientras orbitan alrededor de ella, sino que se acercan o alejan de la Tierra en función de sus posiciones relativas. Esto significa que si se observa una parte del cielo y no se encuentra ningún tránsito, no se puede asegurar que no haya ningún exoplaneta en esa zona hasta que se vuelva a observar más tarde, ya que el tránsito podría no haber sido visible debido al ángulo de visión en ese momento.

«(Los tránsitos) no siempre se producen porque dependen de la geometría de toda la configuración orbital y no podemos predecir realmente cuándo se producirán», dijo Torres.

En los tránsitos, un planeta cruza la cara de su estrella vista desde la Tierra. En este caso, el planeta y su estrella anfitriona están alineados de manera que sólo sus bordes son visibles para nosotros. Esto significa que el momento exacto de un tránsito depende de lo lejos que esté de la Tierra y de lo grande y brillante que sea su estrella anfitriona.

«Los tránsitos no siempre se producen porque dependen de la geometría de toda la configuración orbital», dijo Torres. «No podemos predecir realmente cuándo se producirán».

«Así que necesitamos alguna otra forma de ayudarnos a acotar qué sistemas tienen probabilidades de tener planetas en tránsito similares a la Tierra».

«Así que necesitamos alguna otra forma de ayudarnos a acotar qué sistemas tienen probabilidades de tener planetas en tránsito similares a la Tierra», dijo Ribas, que también es beneficiario del premio CAREER de la Fundación Nacional de Ciencias. «Por eso se nos ocurrió este nuevo método».

En su artículo publicado hoy en Nature Astronomy, Ribas y sus colegas describen cómo utilizaron el conocimiento de la frecuencia con la que diferentes tipos de estrellas albergan planetas a su alrededor -basado en los datos de TESS- y tuvieron en cuenta cómo los diferentes tipos de planetas reflejan la luz de manera diferente cuando orbitan diferentes tipos de estrellas. De este modo, pudieron estimar el tipo de señal de tránsito que emitiría un planeta similar a la Tierra cuando orbita alrededor de una estrella similar al Sol, con una confianza del 80 por ciento.

Conclusión

Guillermo Torres y sus colegas han estado trabajando en un método que podría ayudar a resolver este problema. La idea del equipo es buscar planetas «híbridos» que estén en ambas órbitas alrededor de sus estrellas, lo que significa que serían capaces de mantener un lado lo suficientemente caliente para el agua líquida mientras el otro lado se mantiene lo suficientemente frío para que lo veamos desde la Tierra.

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