Cada vez parece más probable que haya planetas con vida

Recientemente se han producido diversos resultados sobre el estudio de exoplanetas. Relatamos algunas de ellos a continuación.

La ventaja de ir descubriendo nuevos exoplanetas es que con el tiempo se puede recopilar una buena estadística y así estimar la abundancia de estos objetos y entre ellos los que pueden ser propicios para la vida. El equipo HARPS de ESO ha estado recopilando información, entre otros casos, sobre las supertierras que orbitan alrededor de las estrellas enanas rojas (estrellas tipo M), estrellas que suponen el 80% de las estrellas de nuestra galaxia.

En una campaña reciente han estado vigilando 102 estrellas de este tipo en busca de exoplanetas, encontrando 14 planetas, 12 de ellos supertierras. Pero este tipo de medidas sólo detecta los planetas cuyas órbitas está de canto respecto a nuestra perspectiva, así que si se hacen las cuentas debe haber muchos más planetas de este tipo.

Pues bien, los investigadores implicados estiman que en la Vía Láctea debe haber decenas de miles de millones de planetas de tipo rocoso en la zonas habitables de estas estrellas [1], [2].
HARPS se basa en las velocidades radiales detectadas por Doppler. Usa un espectrómetro ultrapreciso y un telescopio de 3,6 metros situados en el observatorio del ESO en La Silla (Chile). Es capaz de detectar velocidades radiales de sólo 4 km/h (menos de la velocidad a la que un humano camina). En ocho años de funcionamiento HARPS ha descubierto más de 150 exoplanetas.

Hace un tiempo cubríamos en NeoFronteras una noticia procedente de la misma fuente en la que se apunta a que la mayoría de los miles de millones de estrellas naranjas-amarillentas de nuestra galaxia tienen planetas a su alrededor [3]. Estos resultados, junto con otros similares elevan las perspectivas de que haya vida en otros lugares del Universo, o al menos en nuestra galaxia.

Según este nuevo resultado el 40% de las enanas rojas tiene una supertierra orbitando en la zona habitable, región en la que hay condiciones para que haya agua líquida. Como son estrellas muy abundantes en nuestra galaxia esto significa que hay muchísimos de estos planetas con posibilidades para la vida. HARPS ya descubrió exoplanetas dentro de las zonas habitables de Gliese 581 y Gliese 667 C. El planeta Gliese 667 Cc está situado justo en el centro de la zona habitable y tiene una masa que sólo es cuatro veces la de la Tierra.
Por otro lado, los planetas gaseosos gigantes similares a Júpiter o Saturno son escasos en este tipo de estrellas y sólo se presentan en un 12% de las ocasiones.

En la vecindad de nuestro sistema solar, es decir, a una distancia de 32 años luz o menos del Sol, hay probablemente un centenar de supertierras en la zona habitable de enanas rojas. Pero que estos planetas estén en la zona de habitabilidad tampoco significa que la vida sea fácil en estos cuerpos. Las enanas rojas tienen violentas erupciones, sobre todo en su juventud, que producen abundante cantidad de rayos X y ultravioletas, que son dañinos para la vida.
Las órbitas son tan cercanas a la estrella que además es muy fácil que el planeta presente siempre la misma cara a la estrella. Aunque ciertos modelos climáticos predicen que es posible que en esos planetas no tengan una cara abrasada y la otra congelada.

En el futuro quizás se pueda analizar la composición de las atmósferas de estos exoplanetas y saber más sobre sus condiciones para la vida.
Se está planeando mejorar el hardware y el software de este instrumento para hacerlo aún más sensible. Esto permitiría detectar planetas de tipo rocoso con la capacidad de poder soportar vida sobre su superficie antes de 5 años. Además se planea instalar una copia de este mismo sistema en el telescopio Galileo en las Islas Canarias para así estudiar también el hemisferio norte.

Incluso se planea instalar un nuevo y más potente sistema, denominado ESPRESSO, en el telescopio VLT que tiene la ESO en Chile. En un futuro lejano se instalaría el CODEX en el telescopio extremadamente grande (E-ELT) que se está planeando construir. Se cree que con el E-ELT se podrán ver exoplanetas directamente y buscar biomarcadores que indiquen la presencia de vida.
 
Entre todos los cientos o miles de exoplanetas detectados con y sin confirmación hay que añadir dos nuevos a la lista que son realmente muy especiales. Un grupo de astrónomos europeos ha detectado un sistema planetario que es superviviente de los primeros que se formaron en el Universo [4]. El sistema tiene nada menos que 13.000 millones de años y se encuentra a 375 años luz de nosotros. La estrella HIP 11952 tiene al menos dos planetas orbitando con periodos de 7 y 290 días. Esta estrella es muy pobre en elementos pesados. Los elementos pesados no se formaron durante el Big Bang, sino por sucesivas generaciones de estrellas. Es precisamente la composición de la estrella la que hace pensar en su extrema edad.

Las nuevas estrellas que se van formando con planetas a su alrededor como subproducto, y son cada vez más ricas en elementos pesados en sucesivas generaciones. Durante su vida las estrellas transmutan elementos ligeros en pesados gracias a las reacciones de fusión produciendo energía. Cuando más masiva sea la estrella más rápidamente gasta su combustible nuclear y antes enriquece el medio con elementos pesados.

Lo que es difícil de explicar es cómo se pudieron formar planetas en este sistema al casi carecer de elementos pesados. Se cree que cuanta mayor sea la cantidad de elementos pesados que haya en la nebulosa de formación mayor será la probabilidad de que se formen planetas.

No es la primera vez que se encuentran planetas alrededor de estrellas con tan baja metalicidad, por tanto que ocurra algo así es más probable de lo que los astrónomos pensaban.
Otro caso similar fue el de HIP 13044 que es famosa por portar exoplanetas de otra galaxia, ya que la estrella forma parte de un chorro estelar procedente de una galaxia que fue absorbida por la nuestra hace miles de millones de años.

Como HIP 11952 tiene 12800 millones de años, se formó cuando nuestra galaxia se estaba formando, así que se puede decir que esos planetas son tan viejos como nuestra propia galaxia.
Habrá que refinar las teorías de formación planetaria para poder explicar este tipo de casos.
De todos modos no se sabe la composición de estos planetas ni si un planeta similar en la zona de habitabilidad pudo contener vida de algún tipo. Pero algo así nos hace sospechar que la aparición de la vida en el Universo por primera vez pudo darse hace ya mucho tiempo.

El problema que tenemos sobre la detección de planetas propicios para la vida es que nuestras técnicas favorecen la detección de planetas grandes que orbitan cerca de su estrella. Incluso cuando se habla de planetas alrededor de enanas rojas en realidad se está hablando de estrellas cuya baja masa relativa y poca luminosidad favorece la detección de exoplanetas, tanto por el método de velocidad radial como por el método de tránsito.

Otro método de detección es el de la microlente gravitatoria, efecto según el cual la luz de una estrella lejana es intensificada por la distorsión del espacio producida por el campo gravitatorio de una estrella y sus planetas que se encuentren a medio camino de nosotros.

No hace falta decir que la posibilidad de tal alineación es muy reducida. Además no es fácil predecir los movimientos de los cuerpos implicados. De nada sirve si se produce un fenómeno de este tipo y no estamos apuntando con un telescopio en ese momento. Se necesita predecir la posición de la estrella que está a medio camino y esto no es fácil salvo que la estrella se encuentre realmente cerca. Justo es en esta situación cuando se habla del efecto de mesolente gravitatoria. Lo más interesante es que en esta situación el efecto de aumento de la luz se produce en una zona más amplia.

Esto es precisamente lo que se ha explorado en unos artículos recientes [5], [6] por parte de Rosanne Di Stefano, James Matthews y Sebastien Lepine. Al parecer es posible predecir lo suficientemente bien la posición de estrellas cercanas como para saber si se va a producir un fenómeno de mesolente. Con este sistema se podrían detectar planetas en estrellas cercanas e incluso estimar sus masas.
Estos investigadores sugieren que un buen candidato para ensayar este nueva técnica sería la estrella de baja masa VB 10 situada a 19 años luz de nosotros. Especulan que el Hubble quizás haya detectado este efecto en esta estrella.

Pero de nada nos sirve tener una colección de exoplanetas de los que sólo conocemos sus parámetros orbitales y masa (en el mejor de los casos). Incluso que un exoplaneta esté en la zona habitable no significa que necesariamente haya vida en él. Para poder comprobar este punto habría que analizar la atmósfera del exoplaneta en cuestión y encontrar algún tipo de desequilibrio químico.

El éxito de la misión Kepler está haciendo que la NASA estudie nuevas misiones para precisamente analizar atmósferas de exoplanetas de tipo rocoso en la zona habitable [7]. Tarde o temprano la misión Kepler encontrará algunos de estos objetos y querremos saber si contienen vida.

Para poder analizar las atmósferas planetarias necesítanos hacer espectroscopia y a veces ni siquiera hace falta tener que aislar la luz débil y reflejada del planeta del resplandor estelar. La espectroscopia de tránsito permite precisamente esto. El planeta pasa por delante y por detrás de la estrella y la resta de los espectros en esas dos posiciones permite extraer el espectro propio de la atmósfera planetaria y saber así su composición
Una de las misiones que se están planeando sería FINESSE (Fast INfrared Exoplanet Spectroscopy Survey Explorer) y trabajaría en la parte infrarroja del espectro.

Otra posible misión sería TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) que estaría pensada específicamente para buscar exoplanetas en una esfera centrada en nosotros y de 50 años luz de radio. Esta cercanía permitiría el estudio en detalle de los posibles exoplanetas.
Estas posibles misiones y otras similares no solamente nos dirán dónde hay exoplanetas, sino que además nos dirán de qué están hechas sus atmósferas, si tienen nubes o cómo puede ser su superficie (si tienen continentes y océanos).

Hay expertos que esperan nuevas sorpresas del estudio del estudio de exoplanetas en zona habitable, incluso resultados revolucionarios. Sólo sabemos cómo interacciona la vida con el ambiente planetario en un caso (en la Tierra), quizás en otros lugares sea distinto. Normalmente la Naturaleza es más diversa de lo que anticipamos.

[1] Ver http://www.eso.org/public/news/eso1214/.
[2] Ver http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1214/eso1214a.pdf.
[3] Ver http://neofronteras.com/?p=3601.
[4] Ver http://www.idw-online.de/en/news469865.
[5] Ver http://arxiv.org/abs/1111.5850.
[6] Ver http://arxiv.org/abs/1202.5316.
[7] Ver http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2012/29mar_goldilocks/.