La misión Kepler, de la NASA, ha confirmado el primer planeta de tamaño similar a la Tierra en la zona habitable, en torno a una estrella de tipo solar. Se podría decir que es un «primo» de nuestro planeta.
Kepler-452b es el planeta más pequeño hasta el momento, descubierto en la zona habitable – el área en torno a una estrella en la que podríamos encontrar agua líquida en la superficie de un planeta que la orbita – de una estrella tipo G2, como nuestro Sol. La confirmación de Kepler-452b aumenta el número de exoplanetas confirmados a 1,030.
Comparación entre Kepler-452b y la Tierra. Créditos Kepler/NASA
John Grunsfeld, administrador asociado de la Dirección de Misión Científica de la NASA, afirmó que «este emocionante resultado nos lleva un paso más cerca del descubrimiento de una Tierra 2.0.»
Kepler-452b tiene un diámetro 60% más grande que el de la Tierra, y es considerado una Super Tierra. Mientras que su masa aún no ha sido determinada (Kepler solo entrega el tamaño del planeta relativo al de la estrella), investigaciones previas sugieren que planetas de este tamaño tienen una buena posibilidad de ser rocosos.
Por otro lado, aunque el planeta es más grande que nuestra Tierra, su periodo orbital (la duración de su año) es de 385 días, solo un 5% más largo que el nuestro. También se encuentra un 5% más lejos de su estrella que nosotros del Sol.
La estrella Kepler-452 tiene 6 mil millones de años de antigüedad, 1.5 mil millones de años más vieja que nuestro Sol. Tiene la misma temperatura, pero es 20% más brillante y 10% más grande en diámetro.
El sistema se encuentra a 1,400 años luz de nosotros, en la constelación Cygnus.
Comparación entre el sistema Kepler-452b, el Sistema Solar, y Kepler-186 (un sistema miniatura que cabe dentro de la órbita de Mercurio). Créditos: Kepler/NASA.
Jon Jenkins, analista de datos de la misión Kepler, opina que «podemos considerar a Kepler-452b como un primo mayor y más grande de la Tierra, lo que nos otorga una oportunidad para entender y reflejar la evolución ambiental de la Tierra.» Además, agregó que este planeta ha pasado más tiempo en la zona habitable que el nuestro, lo que significaría una oportunidad sustancial para que la vida pudiese aparecer, si todos los ingredientes y condiciones necesarias llegaran a existir en este planeta.
También se anunciaron nuevos candidatos de la misión Kepler, de los cuales 12 tienen diámetros entre 1 y 2 veces el de la Tierra y órbitas en la zona habitable de sus estrellas. De estos 12, 9 orbitan estrellas similares a nuestro Sol en tamaño y temperatura.
La investigación ha sido aceptada para ser publicada en la revista The Astronomical Journal.
Aunque la noticia ya lleva unos días dando vuelta, decidí publicarla de todos modos por la sencilla razón de que una buena parte de los autores del estudio pertenece al grupo de exoplanetas del Observatorio de Ginebra (donde yo trabajo limpiando las oficinas y sirviendo café), y porque este planeta ha sido llamado «el Godzilla de las Tierras», lo cual es ultra mega cool… porque todos amamos a Godzilla.
Earth-zilla, descripción gráfica. Créditos: Javiera Rey
El sistema donde se encuentra esta Mega-Tierra es Kepler-10, que cuenta con dos planetas: Kepler-10b y Kepler-10c. Kepler-10b fue el primer planeta rocoso detectado por el satélite Kepler y fue confirmado gracias a un seguimiento hecho con el espectrógrafo Keck-HIRES, en Hawaii. En esa ocasión, la masa de Kepler-10b solo pudo ser medida con una precisión de 30%. Además, se validó la presencia del segundo planeta, Kepler-10c, que transitaba la estrella con un período de 45 días, pero el instrumento utilizado solo fue capaz de establecer una masa máxima de 20 masas terrestres para este planeta.
Posteriormente, un grupo de astrónomos decidió re-analizar el sistema Kepler-10 con un instrumento más potente: HARPS-North, una copia exacta del instrumento HARPS instalado en Chile (en el observatorio La Silla) pero ubicado en el Telescopio Nacional Galileo (TNG), en La Palma. Fue gracias a estas observaciones que pudieron restringir de mejor forma las masas de ambos planetas, lo que sumado a los tamaños (determinados gracias a los tránsitos detectados con el satélite Kepler) le da a los astrónomos un valor para la densidad de estos planetas. La densidad es la que nos dice si un planeta es rocoso o gaseoso.
Con una precisión del 11%, el planeta Kepler-10c tendría un radio de y una masa de (aproximadamente la masa de Neptuno), lo que le da al planeta una densidad de (como comparación, la densidad del agua líquida es de ).
Esto convierte a Kepler-10c en la primera evidencia de una nueva especie de planetas sólidos más masivos y con períodos orbitales más largos.
Impresión artística de una variedad de Súper-Tierras. Créditos: NASA Ames/JPL-Caltech
Pero ustedes se preguntarán, ¿por qué es extraño que un planeta sólido tenga esta masa? Muy sencillo, las teorías de formación planetaria que teníamos hasta ahora, decían que un planeta tan masivo atraería una gran cantidad de hidrógeno durante su formación, lo que lo convertiría en un gigante gaseoso tipo Júpiter o Neptuno. Sin embargo este planeta es completamente sólido (excepto su atmósfera, si es que posee una) y mucho más masivo que las «súper-Tierras» descubiertas anteriormente.
El autor principal del artículo (que será publicado en la revista The Astrophysical Journal), Xavier Dumusque (que ahora está en Harvard, pero se doctoró de la Universidad de Ginebra 🙂 ) agrega que «Kepler-10c no perdió su atmósfera con el tiempo. Es lo suficientemente masivo como para haberse aferrado a ella si es que la tuvo en algún minuto. Esto significa que se tiene que haber formado de la forma en la que lo observamos actualmente»
Otra de las gracias de este descubrimiento, es que el sistema Kepler-10 tiene unos 11 mil millones de años de edad. Esto significa que se formó menos de 3 mil millones de años después del Big Bang, muy pronto para un planeta. El Universo temprano sólo contenía hidrógeno y helio, para formar planetas rocosos se necesitan elementos pesados como silicio y hierro, los cuales tuvieron que crearse luego de que la primera generación de estrellas muriera (ver Nucleosíntesis de Supernovas). El proceso de enriquecimiento del medio con esos nuevos elementos pesados debería haber tomado miles de millones de años y, sin embargo, Kepler-10c nos muestra que el Universo fue capaz de formar estos inmensos planetas rocosos aún en tiempos en que los elementos pesados escaseaban.
Esto implica que, en el futuro, los astrónomos no debiesen descartar estrellas viejas en su búsqueda de planetas tipo Tierra. Si una estrella vieja puede albergar planetas sólidos, entonces tenemos más posibilidades de encontrar mundos potencialmente habitables en nuestro vecindario cósmico.
Junto con este estudio, que fue presentado en la reunión de la Sociedad Americana de Astronomía, otro más destacó en el área de exoplanetas. El astrónomo Lars A. Buchhave anunció el descubrimiento de una posible correlación entre el período de un planeta (el tiempo que toma en orbitar su estrella) y el tamaño en el que hace la transición de rocoso a gaseoso. Esto sugiere que en el futuro debiésemos encontrar más Mega-Tierras como Kepler-10c.
La Paradoja de Fermi, resultado de un argumento entre Enrico Fermi y Michael H. Hart, nos deja ver una aparente contradicción entre la alta probabilidad de que existan civilizaciones extraterrestres y la falta de contacto o evidencias de tales civilizaciones.
Los puntos básicos que se toman en cuenta al plantear esta paradoja son:
– El Sol es una estrella joven. Hay miles de millones de estrellas en nuestra propia galaxia que son miles de millones de años más viejas que nuestro Sol.
– Algunas de estas estrellas podrían albergar planetas tipo Tierra, donde se podría llegar a desarrollar vida inteligente.
– Es posible que estas civilizaciones desarrollen la tecnología necesaria para hacer viajes interestelares, algo que en la Tierra aún está en proceso de estudio.
– Una vez que los viajes interestelares se hacen factibles, la galaxia podría ser colonizada en unas pocas decenas de millones de años.
Si seguimos esta línea, la Tierra debería haber sido colonizada o al menos visitada por otras civilizaciones. Sin embargo no hay evidencia de tales visitas, ni tenemos evidencia de vida en otros lugares de nuestra galaxia u otras galaxias. Lo que llevó a Fermi a preguntarse “¿dónde está todo el mundo?”.
Un enfoque similar es el que da la famosa Ecuación de Drake, un argumento probabilístico que busca estimar el número de civilizaciones activas capaces de comunicarse por radio con nosotros dentro de la Vía Láctea. Esta ecuación toma en cuenta factores como la tasa de formación estelar en nuestra galaxia, la fracción de estrellas que tienen planetas, el número promedio de planetas en cada una de esas estrellas que potencialmente podrían albergar vida, la fracción de planetas aptos que logra desarrollar vida, la cantidad de planetas con vida que logra desarrollar civilizaciones inteligentes, la fracción de civilizaciones capaces de desarrollar le tecnología para enviar señales al espacio que evidencien su existencia y la cantidad de tiempo durante la cual pueden enviar estas señales. Sin embargo, esta ecuación continúa siendo controversial, ya que muchos de sus términos no han logrado determinarse con precisión.
Dentro del contexto de la Paradoja de Fermi, Robin Hanson, un profesor de economía de la Universidad George Mason e investigador asociado del “Future of Humanity Institute” de la Universidad de Oxford, desarrolló un concepto al que llamó “el Gran Filtro”. Este filtro es todo aquello que pudiese prevenir que las civilizaciones se expandieran y perduraran en el tiempo, como catástrofes industriales, guerras, o el agotamiento de los recursos naturales. De existir este filtro, reduciría de forma importante el gran número de planetas que podrían albergar vida inteligente, al pequeño número de planetas donde efectivamente se ha observado una especie de este tipo (por ahora uno, la Tierra). Además, la ubicación temporal de este filtro se desconoce. No sabemos si la Tierra ya ha pasado por él, o aún nos espera en el futuro, ni siquiera sabemos si existe realmente.
Los argumentos a favor de este planteamiento incluyen muchas de las características que observamos en nuestra Tierra y que pensamos que también deberían tener otros planetas que pudiesen albergar vida como la conocemos. Además de necesitar un planeta rocoso con presencia de agua líquida y una atmósfera apropiada, se necesita una estrella lo suficientemente alejada del centro galáctico para evadir cualquier radiación que pudiese resultar destructiva. La presencia de planetas gigantes gaseosos podría ser fundamental para liberar la trayectoria del planeta de potenciales amenazas, como asteroides o cometas. En nuestro caso, la presencia de la Luna hace que el eje de la Tierra esté estable en su inclinación, la cual permite que tengamos estaciones durante el año. Y por último, se necesitan desarrollos intelectuales y tecnológicos dentro de la civilización en sí.
Representación artística de Kepler 186f. Créditos: NASACon el reciente descubrimiento de Kepler-186f, un planeta de tamaño comparable a la Tierra que orbita a una distancia de su estrella que permitiría que el agua (si existe) se encontrara en forma líquida, ha reabierto el debate, pero ¿por qué? Se argumenta (ver artículo) que el hecho de encontrar cada vez más planetas similares a la Tierra hace que sea menos probable que no existan otros mundos donde pueda surgir la vida. Y el que aún no tengamos noticias de otras civilizaciones puede significar que el filtro se encuentre en el camino entre la existencia del planeta habitable (aunque no podemos saber si Kepler-186f lo es o no) y una civilización floreciente.
Además, dicen que si Kepler-186f albergase vida inteligente, entonces sería una muy mala noticia para la humanidad, ya que eso pondría la posición del Gran Filtro dentro de las etapas tecnológicas del desarrollo de una civilización, por lo que podríamos esperar que la extinción nos aguarde en el futuro.
Pero, ¿estamos realmente en condiciones de zanjar el hecho de que un planeta dado sea habitable con las tecnologías actuales?
Efectivamente en la actualidad no hemos sido capaces de encontrar vida en otros planetas (o lunas) además de la Tierra. Pero son muchos los factores a tomar en cuenta sin tener que pasar necesariamente por la idea de un Gran Filtro.
La detección de planetas extrasolares ha avanzado mucho en los últimos años, acercándonos cada vez más al descubrimiento de planetas ‘gemelos’ de la Tierra. Pero en la actualidad los astrónomos deben restringirse debido a limitaciones tecnológicas: los planetas más pequeños en su mayoría han sido descubiertos por el método de tránsitos, lo que sólo permite la determinación del tamaño del planeta, pero no da información sobre su masa. La confirmación por velocidades radiales resulta aún más complicada para pequeños planetas. Además, por cuestiones de tiempo de muestreo, la mayoría de los planetas detectados tiene periodos relativamente cortos y se encuentran muy cerca de su estrella. Esto hace que aumenten las posibilidades de que el planeta esté en una rotación sincrónica y de siempre la misma cara a la estrella, lo que lo convertiría en un lugar más o menos hostil para la vida.
Distintas atmósferas posibles para los exoplanetas. El primero es el caso ideal en que logramos detectar los componentes de la atmósfera, gracias a la luz que pasa a través de esta. El segundo ejemplo es una atmósfera muy fina, y cercana a la superficie y la luz que detectamos no nos entrega información respecto a la composición. En el tercer caso, el paso de la luz de la estrella se ve bloqueado por la presencia de nubes, lo que impide que llegue hasta nosotros. Imagen cortesía de Nature.Distintas atmósferas posibles para los exoplanetas. El primero es el caso ideal en que logramos detectar los componentes de la atmósfera, gracias a la luz que pasa a través de esta. El segundo ejemplo es una atmósfera muy fina, y cercana a la superficie y la luz que detectamos no nos entrega información respecto a la composición. En el tercer caso, el paso de la luz de la estrella se ve bloqueado por la presencia de nubes, lo que impide que llegue hasta nosotros. Imagen cortesía de Nature.[/caption]
Ahora, pongámonos en el caso de que logremos detectar un planeta tipo Tierra en la zona habitable por tránsitos y velocidades radiales, lo que nos daría información crucial, como la masa y tamaño (y por lo tanto densidad) del planeta. Aún nos falta una parte importante. Su composición superficial y de su atmósfera. La atmósfera de un planeta resulta un factor demasiado importante a la hora de discriminar la posible existencia de vida. Tomemos como ejemplo Venus, Marte y la Tierra: en el primero, la atmósfera demasiado densa y el efecto invernadero hacen que las presiones y temperaturas sean demasiado altas. En Marte, por el contrario, tenemos una atmósfera ligera donde muchos de los elementos se han escapado producto de la baja gravedad del planeta. Y finalmente en la Tierra, la masa de la atmósfera que cubre nuestro planeta permite que nuestros océanos se mantengan, la presencia de ozono nos protege de la radiación UV, tenemos el oxígeno necesario para nuestro tipo de vida inteligente, y por último tenemos las temperaturas adecuadas para que nuestra agua se encuentre en estado líquido.
Detectar los componentes de la atmósfera de un exoplaneta no es cosa fácil. Necesitamos información sobre la luz emitida y reflejada por el planeta. Para esto, necesitamos recolectar luz directamente del planeta y, por lo tanto, el instrumento que utilicemos debe tener la resolución angular suficiente para separar al planeta de su estrella. Aún si logramos esto, no podremos resolver espacialmente el planeta, sino que lo veremos de forma puntual y no un disco como realmente debería verse. Esto significa que toda la información que obtengamos de sus componentes, estará reducida a una señal puntual. No tendremos información respecto a qué componentes provienen de qué partes del planeta. Además, la presencia de nubes podría impedir una buena profundidad atmosférica en la detección, ya que bloquearía una buena parte de las señales a más baja altitud que la nubosidad.
Saliendo del tema de la detección de los planetas en sí, puede haber muchas otras razones por las que podríamos no haber tenido contacto aún con otra civilización. Quizá los viajes interestelares son realmente imposibles en cortas escalas de tiempo. Recordemos que objetos con masa distinta de cero no pueden viajar a la velocidad de la luz (que es lo más rápido que conocemos), y aún no sabemos si existen otras tecnologías que nos permitan “acortar camino” entre dos puntos del espacio. Es posible que otras civilizaciones sean más “precavidas” y simplemente no deseen ser detectadas. O quizá la vida inteligente es todavía algo muy joven. Recordemos que las primeras estrellas prácticamente carecían de elementos más pesados que el Hidrógeno y el Helio que generaban internamente, por lo que la creación de planetas es algo que debiese haber ido aumentando a medida que nacían nuevas generaciones de estrellas con elementos pesados capaces de formar planetas rocosos. Es posible que existan civilizaciones en nuestra galaxia con un nivel de desarrollo similar al nuestro, donde aún no son capaces de realizar viajes largos por el espacio ni tampoco están enviando señales desesperadamente para que alguien los encuentre. Supongo que es algo que el tiempo nos dirá.
En cuanto al Gran Filtro, plantear la idea de un término para las civilizaciones parece un poco alarmista. Como dijimos anteriormente, algunos aseguran que encontrar vida inteligente sería una mala noticia para nosotros, porque implicaría que el filtro nos espera en el futuro. No podemos saberlo, ya que incluso si existiera tal filtro, perfectamente nosotros junto a otras civilizaciones podríamos haberlo superado.
Para nosotros, el problema es que aún estemos en una etapa muy temprana del descubrimiento de nuestra vecindad planetaria. Creemos que existe vida en otros lugares de nuestro Universo, pero quizá nuestras (y sus) limitaciones tecnológicas nos han impedido detectarla. Aún nos queda un largo camino en la detección de planetas potencialmente habitables y su caracterización detallada. Tal vez el descubrimiento de nuevas civilizaciones venga después… o quizá no.
Y como alguna vez dijo Arthur C. Clarke: “O estamos solos en el Universo o no lo estamos. Ambas perspectivas son igualmente aterradoras.”
Esta nota fue escrita en conjunto con @Astro_Pipe del blog Cosmonoticias, parte de la Red Latinoamericana de Blogs de Ciencia (@RedLBC). Nuestros más sinceros agradecimientos por esta colaboración que inaugura la serie de posts de la semana de cumpleaños de Star Tres!
Imagen conceptual, cortesía de NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech.
Gracias al telescopio espacial Kepler de la NASA, astrónomos han descubierto el primer planeta extrasolar del tamaño de la Tierra, orbitando en la zona habitable de una estrella. La zona habitable es el rango de distancias respecto a la estrella en el que la temperatura es adecuada para que el agua exista en estado líquido en la superficie de un planeta. El descubrimiento de Kepler-186 f confirma que planetas del tamaño de nuestra Tierra pueden existir en zonas habitables de otras estrellas.
A pesar de que ya se habían descubierto planetas en zonas habitables anteriormente, estos eran al menos un 40% más grandes que la Tierra, a diferencia de Kepler-186 f que sí es mucho más similar a nuestro planeta.
«El descubrimiento de Kepler-186 f es un paso importante para encontrar otros mundos como nuestra Tierra», dijo Paul Hertz, de la NASA. «Las futuras misiones de la NASA, como el ‘Transiting Exoplanet Survey Satellite’, TESS, o el Telescopio Espacial James Webb, descubrirán los planetas rocosos más cercanos y determinarán sus composiciones y condiciones atmosféricas, continuando con la búsqueda de mundos realmente como nuestra Tierra.»
Aunque el tamaño de Kepler-186 f es conocido (puesto que se detectó con la técnica de tránsitos), su masa y composición son desconocidas (no hay datos de espectroscopía ni velocidades radiales). Sin embargo, estudios previos sugieren que un planeta del tamaño e Kepler-186 f probablemente es rocoso.
«Sólo conocemos un planeta donde existe vida — la Tierra. Cuando buscamos vida fuera del Sistema Solar, nos enfocamos en encontrar planetas con características similares a las de la Tierra», dijo Elisa Quintana, investigadora del Instituto SETI de la NASA y autora principal del paper publicado hoy en Science. «Encontrar un planeta en la zona habitable de tamaño comparable al de la Tierra es un gran paso adelante.»
Imagen cortesía de NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech.
Como su nombre lo indica, Kepler-186 f es el quinto planeta de este sistema. Los otros 4 (b,c,d y e) se encuentran en la zona interna, fuera de la zona habitable, mucho más cerca de la estrella. El sistema Kepler-186 está a unos 500 años luz de la Tierra, en la constelación Cygnus. La estrella es una enana M de la mitad del tamaño y la masa de nuestro Sol.
«Las enanas M son las estrellas más numerosas», dice Quintana. «Las primeras señales de otra vida en la galaxia podrían venir perfectamente de planetas que orbiten enanas M.»
Kepler-186 f orbita su estrella una vez cada 130 días, y recibe un tercio de la energiía de su estrella de lo que la Tierra recibe del Sol, ubicándolo cerca del borde externo de la zona habitable. En la superficie de Kepler-186 f, el brillo de su estrella es a mediodía tan brillante como nuestro Sol lo es unas horas antes del atardecer.
Imagen cortesía de la NASA
«Estar en la zona habitable no significa que el planeta sea habitable. La temperatura en el planeta es fuertemente dependiente del tipo de atmósfera que tenga el planeta», dijo Thomas Barclay, uno de los co-autores del paper. «Kepler-186 f puede pensarse como un primo de la Tierra en vez de un gemelo. Tiene muchas propiedades que se le asemejan.»
Los otros compañeros planetarios, Kepler-186 b, Kepler-186 c, Kepler-186 d, Kepler-186 e, tienen períodos de 4, 7, 13 y 22 días respectivamente, siendo demasiado calientes para albergar vida como la conocemos. Estos 4 planetas internos tienen menos de 1.5 veces el tamaño de la Tierra.
Los próximos pasos en la búsqueda de vida lejana incluyen detectar verdaderos gemelos de la Tierra — planetas tamaño Tierra orbitando en la zona habitable de estrellas tipo Sol — y medir sus composiciones químicas. El Telescopio Espacial Kepler, que simultánea y continuamente mide el brillo de más de 150,000 estrellas, es la primera misión de la NASA capaz de detectar planetas del tamaño de la Tierra en torno a estrellas distintas al Sol.
Fuente: NASA
Más información sobre el Telescopio Espacial Kepler en el siguiente link.