A cuarenta años luz de la Tierra, siete pequeños planetas giran alrededor de una tenue estrella enana. Se asemejan a la Tierra en tamaño y composición. En tres de los siete, incluso podría haber mares y océanos. Quién sabe, tal vez algo esté vivo; tal vez algún día puedas averiguarlo estudiando la atmósfera de un planeta así. Eso es exactamente lo que está haciendo el nuevo telescopio espacial James Webb este otoño. Es la primera vez que los astrónomos miden las atmósferas de planetas similares a la Tierra. ‘No tenemos idea de qué esperar’, dice Yamila Miguel del Observatorio de Leiden. ‘Es muy emocionante.’
A finales de agosto, un equipo internacional de astrónomos (entre los que se encontraba Miguel) anunció que el telescopio Webb podía detectar dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera del gran planeta de gas caliente Bocaprins. Gira alrededor de la estrella similar al Sol Wasp-39 una vez cada cuatro días, a 700 años luz de distancia de la Tierra. «Pero las mediciones en pequeños planetas rocosos son mucho más difíciles», dice Miguel. «Ni siquiera estamos seguros de que tengan una atmósfera todavía».
Desde finales del siglo pasado, los astrónomos han descubierto más de cinco mil planetas alrededor de otras estrellas. Vienen en todas las formas y tamaños. La mayoría de las veces no puedes verlos, son eclipsados por su estrella madre. Pero los encuentras indirectamente. Por ejemplo, porque su gravedad hace que la estrella oscile. O porque se mueven frente a la estrella con cada órbita, interceptando una pequeña parte de la luz de la estrella.
Tal «planeta en tránsito» se observó por primera vez en 1999, con un pequeño teleobjetivo desde el estacionamiento de un observatorio de Colorado. El planeta gigante HD209458b pasa frente a su estrella cada 3,5 días, lo que lo hace un 1,5 por ciento más oscuro de lo normal durante unas pocas horas. Desde entonces, se han descubierto varios miles de exoplanetas utilizando el método de transición, principalmente por el telescopio espacial Kepler.
Sara Seager de la Universidad de Harvard ya calculó en el año 2000 que se puede olfatear la atmósfera del planeta durante tal transición. “Ese fue un artículo importante, con un gran valor predictivo”, dice Ignas Snellen, investigador de exoplanetas y recientemente director científico del Observatorio de Leiden. La idea es que una pequeña cantidad de luz estelar se filtre a través de la atmósfera del planeta, filtrándola un poco. Al analizar la luz de las estrellas con extrema precisión, puede averiguar qué gases están presentes en la atmósfera del planeta.
Huella dactilar
Snellen realiza tales mediciones con el European Very Large Telescope en Chile. Desde tierra no es fácil, explica, porque los gases de la atmósfera terrestre también dejan sus huellas a la luz de las estrellas. ‘Gracias a un espectroscopio muy sensible todavía podemos hacer esa distinción. Por ejemplo, fuimos los primeros en descubrir monóxido de carbono en la atmósfera de un exoplaneta gaseoso e incluso pudimos investigar los patrones del viento”.
Un telescopio en el espacio se ve menos afectado por los efectos disruptivos, pero el Telescopio Espacial Hubble es en realidad demasiado pequeño para este tipo de investigación, aunque, según Snellen, el Hubble ha detectado vapor de agua en las atmósferas de algunos planetas gaseosos. Además, la mayoría de las moléculas solo se pueden ‘ver’ en longitudes de onda infrarrojas. Por eso se han esperado con impaciencia los resultados del telescopio Webb: es mucho más grande y más sensible que el Hubble y solo mira esa ‘radiación de calor’ infrarroja.
Yamila Miguel se involucró en el programa de exoplanetas de Webb en 2021, dirigido por Natalie Batalha de la Universidad de California en Santa Cruz. «Realmente no teníamos idea de qué esperar», dice ella. «Con los exoplanetas siempre sabes una cosa con seguridad: que te sorprenderás». En marzo de 2022, el equipo realizó una especie de ensayo general basado en datos de avistamientos simulados, en un taller doble en Heidelberg y Baltimore. A mediados de julio se realizaron las observaciones reales en el planeta Bocaprins (Wasp-39b) y se dio acceso a los resultados a los trescientos miembros del equipo.
Solo el descubrimiento del dióxido de carbono se ha hecho público hasta el momento. Pero según Miguel, se ha encontrado mucho más. Próximamente habrá cinco artículos en un tema especial de Naturaleza‘ ella dice. «En realidad, es bastante especial que nada se haya filtrado hasta ahora». Por cierto, el CO2Las mediciones también son sorprendentes: la atmósfera del planeta parece contener mucho más carbono y oxígeno que el planeta gigante Júpiter en nuestro propio sistema solar.
estrella enana
Las cosas se ponen realmente emocionantes con las observaciones de Webb de los siete pequeños planetas rocosos de la estrella enana Trappist-1 (el nombre fue acuñado por Michaël Gillon, el descubridor belga del sistema planetario). Uno de esos planetas ya ha sido examinado por Webb para averiguar si tiene atmósfera. Si es así, las mediciones se pueden hacer en la composición más tarde. «Con un poco de suerte, es posible que encontremos allí monóxido de carbono y vapor de agua», dice Snellen.
Miguel no se atreve a hacer predicciones, nunca antes se habían investigado las atmósferas de exoplanetas similares a la Tierra. «Es un primer intento», dice ella. «Si tiene éxito, Webb ciertamente estudiará muchos otros planetas menores». Que aprenderemos mucho sobre las atmósferas de planetas gigantes distantes en los próximos años, al menos de eso no hay duda. En cuanto a los especímenes rocosos más pequeños, con suerte Webb puede descubrir qué planetas tienen las condiciones adecuadas para la vida.
¿Y encontrar pruebas reales de la existencia de vida extraterrestre? Eso permanecerá en el futuro por el momento. Luego debe descubrir los llamados ‘biomarcadores’, moléculas que pueden indicar actividad biológica en la superficie del planeta, como oxígeno, ozono y metano, e incluso el espejo de 6,5 metros del telescopio espacial no es lo suficientemente grande para eso. Además, según Miguel, los científicos aún no se ponen de acuerdo sobre qué moléculas son verdaderos biomarcadores indiscutibles.
Por lo tanto, será necesario husmear mucho antes de que podamos responder a la pregunta de si estamos solos en el universo. «Pero», dice Miguel, «ahí es donde vamos al final».
Vida en la Tierra
En 1993, el astrónomo estadounidense Carl Sagan ya demostró que, sobre la base de las mediciones de la sonda espacial Galileo, se puede concluir con certeza que hay vida en la Tierra. Esas mediciones, principalmente de la atmósfera terrestre, se realizaron cuando Galileo voló cerca de la Tierra. A distancias de decenas de años luz, es enormemente más difícil identificar tales ‘biomarcadores’.