Hay vida en los planetas análogos a la Tierra?

Transcripción

1 Hay vida en los planetas análogos a la Tierra? Por Dalia Patiño González Tonantzintla, Puebla. 6 de junio de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- El ser humano siempre se ha sentido maravillado observando el cielo y las miles de estrellas que alcanza a ver a simple vista. Constantemente se hace preguntas sobre el origen y evolución del universo. La tecnología ha avanzado extraordinariamente en las últimas décadas y se han descubierto más de tres mil 600 planetas en estrellas distintas al Sol, pero todavía no se ha encontrado vida más allá de la Tierra. El doctor Carlos del Burgo Díaz, del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), es un investigador que ha trabajado en diferentes líneas de investigación, como la cinemática y población de galaxias, caracterización de estrellas y enanas marrones, nubes de polvo del medio interestelar, discos circunestelares, así como la búsqueda de planetas extrasolares, este último, un tema con el que el doctor Del Burgo conversó con la Agencia Informativa Conacyt. Agencia Informativa Conacyt (AIC): Existe una tendencia a cuestionarse si el ser humano está solo en el cosmos o hay otras formas de vida en otros planetas. Usted qué piensa al respecto, estamos solos en el universo? Carlos del Burgo Díaz (CBD): Es probable que haya vida en otros mundos; no solo en la Tierra. Nuestro conocimiento está limitado por diferentes aspectos. La mayor parte de los planetas que hemos descubierto son relativamente cercanos. Podemos detectarlos a partir de distintas técnicas y todas ellas están sujetas a un cierto umbral de detección. Por ejemplo, el método Doppler permite medir los desplazamientos en las líneas espectrales de la estrella motivados por la iteración gravitatoria con sus planetas. También podemos observar la caída de intensidad en la curva de luz de una estrella debida al paso de un planeta frente al disco estelar. Este último método es estadísticamente restrictivo, ya que solo pueden llegar a detectarse aquellos planetas que cruzan el disco de su estrella desde la posición particular del observador. A pesar de ello, este método ha dado lugar a la mayor parte de los últimos descubrimientos. Hay otros métodos, como por ejemplo el de imagen directa, que permite distinguir el planeta de su estrella cuando se alcanza

2 suficiente resolución angular, ayudándose de un coronógrafo para bloquear la luz de la estrella y mejorar el contraste. Entonces, el número de instrumentos disponibles y la sensibilidad de los mismos son cada vez mayores, pero ni siquiera hemos podido buscar exoplanetas en una millonésima parte el horizonte observable. Con todo, ya hemos encontrado más de tres mil 600 planetas confirmados. Es posible que casi todas las estrellas tengan planetas. En una de cada cinco estrellas, los planetas están en su zona de habitabilidad, donde se puede encontrar agua líquida. No obstante, en el sistema solar se cree que los satélites Europa (de Júpiter) y Encélado (de Saturno), que están mucho más allá de la zona de habitabilidad, también reúnen condiciones para albergar agua líquida, gracias al calentamiento producido por las fuerzas de marea y fuentes hidrotermales, respectivamente. Así que esto puede pasar en otros sistemas planetarios. Con el tiempo aumentará la diversidad de los planetas que encontremos gracias a la mejora de la tecnología, con telescopios más grandes y detectores más precisos. Así que podemos pensar que terminaremos encontrando vida extrasolar; posiblemente bacterias de algún tipo. La probabilidad de encontrar vida inteligente es muchísimo menor. Y si pensamos en contactar con una civilización extraterrestre, tenemos que tener en cuenta que es preciso que tengan la tecnología necesaria para establecer ese contacto. Y esperemos que buenas intenciones. AIC: Cómo podríamos definir un planeta análogo? CBD: Si pensamos en un planeta análogo a la Tierra, se trata de un planeta lo más parecido al nuestro, en masa, tamaño y otras propiedades como su atmósfera. Y que orbite alrededor de una estrella similar al Sol. Un planeta gemelo sería aquel que pudiera albergar vida similar a la Tierra. Recientemente se ha publicado la noticia del descubrimiento de LHS 1140b, el exoplaneta más parecido a la Tierra hasta ahora. Los datos apuntan a que tiene un núcleo de hierro y una corteza rocosa, con una masa que es algo más de seis veces la masa de la Tierra. Es como una súper Tierra que está en la zona de habitabilidad y gira con un periodo algo menor a 25 días alrededor de su estrella. Su edad es similar a la de nuestro sistema solar, pero la estrella huésped no es similar al Sol, sino mucho más pequeña, ligera y fría. Sin embargo, este planeta es el más prometedor para investigarlo con nuevas técnicas que permitan ver si hay constituyentes que estén relacionados con la vida.

3 AIC: Comentaba que hay ciertos parámetros que se tienen que medir para encontrar las similitudes entre dos planetas, cómo se hace esto? CBD: En general, el método Doppler permite determinar la masa del planeta ponderada por la inclinación. Para los planetas que transitan su estrella, la inclinación queda bien establecida y es posible medir también el radio del planeta, que está relacionado con la profundidad del tránsito. Exactamente, esta es igual al cuadrado del cociente de los radios del planeta y la estrella, así que se precisa caracterizar la estrella huésped muy bien para determinar las propiedades de sus planetas. Por lo tanto, los planetas que transitan sus estrellas, desde el punto de vista del observador, son los que podemos caracterizar muy bien, determinando su masa, radio y densidad, entre otras propiedades. La espectroscopía de transmisión permite caracterizar la atmósfera del planeta, lo que es posible para un número restrictivo de casos hasta la fecha, pero que será mucho más fácil con la nueva generación de instrumentos. En los espectros de esas atmósferas podemos buscar biomarcadores, rastros de oxígeno, metano u otros componentes. La comparación de todas estas propiedades nos lleva a establecer las similitudes y diferencias entre los exoplanetas. AIC: Para saber el tipo de vida o los posibles microorganismos que existen, de qué se valen o qué papel juega ahí la astrobiología? CBD: Esta disciplina está en continua expansión. Ya podemos realizar misiones para estudiar los planetas y lunas del sistema solar. Por ejemplo, la misión Cassini-Huygens, para explorar Saturno y sus lunas, o las últimas enviadas a Marte, han permitido obtener imágenes espectaculares, e incluso tomar muestras in situ, como se hizo en el caso de la Luna con las misiones Apolo. Así que el ser humano está explorando el sistema solar y ya se plantea enviar astronautas a Marte. Pero cuando se habla de astrobiología y de planetas más allá del sistema solar lamentablemente hemos de limitarnos a la observación remota. Podemos plantear teorías, algunas basadas en lo que conocemos de nuestro propio sistema. Tratamos de interpretar los espectros para ver aquellas señales que corresponden a determinados compuestos químicos, la presencia de estos compuestos a veces tiene varias explicaciones. Entonces aplicamos el método científico para descartar aquellas opciones que no sean plausibles e incrementar la información para llegar a la más probable.

4 AIC: Usted comentaba sobre los proyectos y el tiempo necesario para obtener datos concluyentes de un planeta análogo a la Tierra, qué se está haciendo al respecto? CBD: Sí, dije que es posible que encontremos el primer análogo a la Tierra en la próxima década gracias a la continua mejora tecnológica y el gran interés de la comunidad científica en este campo. Por ejemplo, la misión PLATO tiene como objetivo encontrar y estudiar un gran número de sistemas planetarios, en particular aquellos planetas similares a la Tierra en las zonas de habitabilidad alrededor de estrellas similares al Sol. Su lanzamiento está planeado para finales de 2025 y se espera observar 50 por ciento del cielo. El telescopio James Webb podrá en breve analizar las atmósferas de un gran número de exoplanetas. También habrá varios telescopios de gran tamaño en unos cinco años, como el Telescopio de Treinta Metros (TMT, por sus siglas en inglés) en el Hemisferio Norte y el Telescopio Europeo Extremadamente Grande (E-ELT, por sus siglas en inglés), de 39.3 m, en el Observatorio Europeo del Sur (ESO, por sus siglas en inglés), para hacer observaciones en el óptico e infrarrojo. Además, está el proyecto Breakthrough Starshot, en el que se trabaja para desarrollar la tecnología necesaria para mandar un chip (para tomar datos) en una gran vela espacial empujada por luces láser para alcanzar una velocidad cercana a 20 por ciento de la velocidad de la luz, hasta Alpha Centauri. La duración del viaje y el tiempo para enviar los datos llevaría unos 25.5 años. El proyecto está respaldado por diferentes personalidades como Yuri Milner, Stephen Hawking y Mark Zuckerberg. AIC: En qué proyectos de búsqueda de planetas análogos participa actualmente? CBD: Participo en PLATO 2.0, dentro de un grupo de trabajo para la caracterización de estrellas. También me gustaría mencionar el proyecto CARMENES, que es un proyecto hispano-alemán que pretende buscar planetas telúricos alrededor de enanas frías, las cuales representan 70 por ciento de la población en la Vía Láctea. Son estrellas mucho más pequeñas y más frías y

5 por ello más difíciles de observar en comparación con estrellas de tipo solar. Desde enero de 2016 observamos una muestra de 300 estrellas y lo vamos a hacer por al menos tres años. Los planetas los encontramos midiendo el efecto Doppler en un amplio rango espectral que incluye el óptico y en infrarrojo cercano. Pensamos que CARMENES tendrá un importante impacto dados los últimos descubrimientos de planetas de tamaño y/o masa similar a la Tierra alrededor de enanas frías. En agosto del año pasado, se encontró un planeta de masa y tamaño algo mayores a los de la Tierra en la zona de habitabilidad de Próxima Centauri. En marzo de este año, se encontró que tres de los siete planetas alrededor de TRAPPIST-1 se encuentran en la zona de habitabilidad de su estrella. Y el descubrimiento más reciente, el del planeta rocoso en la zona de habitabilidad de LHS 1140, que es el más prometedor para buscar señales de potencial vida. Con CARMENES esperamos incrementar significativamente el número de planetas descubiertos alrededor de enanas frías. Para estas observaciones se usa el telescopio de 3.5 metros ubicado en el Observatorio de Calar Alto, España. Para las estrellas frías, de tipo espectral M, la búsqueda de planetas en la zona de habitabilidad es más factible que en las de tipo solar porque su periodo de rotación es de unos pocos días a unas pocas semanas. Por contraste, la Tierra tarda un año en dar una vuelta al Sol. Para concluir, me gustaría mencionar el proyecto PHASES, cuyo diseño conceptual publicamos en 2010, con el objetivo de hacer espectrofotometría de flujo absoluto y medir variaciones fotométricas con muy alta precisión a bordo de un microsatélite. Podríamos medir variaciones de luz con una precisión de una millonésima parte. Con una inversión relativamente baja se podría desarrollar este proyecto para caracterizar estrellas con y sin planetas y también otros objetos como asteroides. La detección y caracterización de exoplanetas, es decir, planetas más allá de nuestro sistema solar, es uno de los temas más activos de la astrofísica moderna, así como un tema muy interesante para el público. Las líneas de acción para encontrar y caracterizar planetas habitables fueron discutidas por comités de expertos en investigación de exoplanetas en Europa y Estados Unidos. Dr. Carlos del Burgo Díaz Instituto de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE)

6 Líneas de investigación: Espectroscopía bidimensional de las regiones circumnucleares de galaxias: cinemática y poblaciones estelares; Formación y evolución galáctica; Caracterización de enanas M y estrellas de tipo solar; Búsqueda de planetas extrasolares; Propiedades del medio interestelar; Polvo cósmico; Discos de escombros y desarrollo de instrumentación. cburgo@inaoep.mx