martes, 18 de agosto de 2015

Exoplanetas (2)

El satélite Kepler
Si bien la técnica más utilizada para detectar exoplanetas era buscar el leve bamboleo inducido en su estrella, otros métodos se fueron desarrollando con el tiempo. En 1999, se confirmó la existencia de un exoplaneta girando alrededor de la estrella HD 209458. El exoplaneta ya se había detectado con el método del bamboleo (conocido como método de velocidad radial). La confirmación por otro método fue posible porque, por un golpe de suerte, su órbita está orientada de tal manera que desde la Tierra lo vemos pasar (o transitar) frente a su estrella. Cada vez que lo hace, obstruye levemente la luz de la estrella y la disminución de la luminosidad se puede medir. El método que consiste en medir pequeñas disminuciones de la luz de la estrella se llama método del tránsito.

Los cálculos indicaban que el método del tránsito era mejor para detectar planetas similares a la Tierra y que lo óptimo sería realizar las observaciones desde un observatorio espacial. En 2006, la Agencia Espacial Francesa puso en órbita el satélite COROT, el cual detectó un exoplaneta que era el más parecido a la Tierra hasta entonces. Se llama COROT-7b y se le determinó un diámetro 1.7 veces mayor que el de la Tierra y una masa unas ocho veces más grande. Desafortunadamente, el planeta está muy cerca de su estrella (a solo 0.02 UA) y tiene una temperatura de aproximadamente 2 300 ºC, demasiado alta para la vida.

Pero el satélite que fue determinante en la búsqueda de exoplanetas de tipo terrestre fue elKepler, bautizado así en honor de Johannes Kepler, astrónomo que encontró las tres leyes del movimiento planetario en el siglo XVII. El satélite fue puesto en órbita por la NASA en 2009, y no tardó en comenzar a reportar exoplanetas descubiertos por el método del tránsito. Contaba con una cámara digital de 95 millones de pixeles que le permitía medir simultáneamente el brillo de alrededor de 145 000 estrellas de una amplia región del cielo que incluye partes de las constelaciones del Cisne, la Lira y el Dragón.

¿Por qué observar tantas estrellas? Es muy poco probable que, por casualidad, la órbita de un exoplaneta esté orientada de modo que pase entre nosotros y la estrella. Como las órbitas están orientadas al azar, la mayoría de las estrellas no presentarán tránsitos. Por cada exoplaneta detectado por el método del tránsito debe de haber cientos más cuya órbita no está alineada adecuadamente. El satélite Kepler no tardó en empezar a reportar nuevos exoplanetas, la mayoría como Júpiter, pero entre ellos algunos de dimensiones similares a la Tierra.

Exoplanetas terrestres
Por desgracia, el Kepler dejó de funcionar en 2013. No fue posible repararlo porque, a diferencia de la mayoría de los satélites que están en órbita alrededor de la Tierra, el Keplerestá en su propia órbita alrededor del Sol y muy lejos de la Tierra, pero para entonces la misión ya había transformado nuestra visión de los exoplanetas. Del análisis de sus datos han salido más de 1 000 exoplanetas. Y éstos son sólo los que presentan tránsitos vistos desde nuestra perspectiva. Estadísticamente se puede inferir que la mayoría de las estrellas tienen exoplanetas.

Además, se estima que una de cada cinco estrellas tiene un exoplaneta de tipo terrestre situado en la zona habitable. Si bien la inmensa mayoría no han sido detectados directamente —y los argumentos a favor de su existencia son estadísticos—, el Universo se ve más hospitalario a la vida que nunca. Además de los métodos de velocidad radial y de tránsito, se utiliza tambien la técnica de imagen directa, que consiste en obstruir la luz de la estrella y buscar el tenue brillo reflejado de los posibles exoplanetas. Con este método se han detectado unos 25 exoplanetas.

Otra manera de buscarlos es el método de microlentes gravitacionales. La gravedad desvía la luz como las lentes. Si una estrella cercana con exoplaneta pasa enfrente de una estrella lejana, la luz de ésta última se amplifica y es posible distinguir la contribución del exoplaneta. Como con la técnica anterior, se han descubierto así una veintena de casos.


Océano lunar

El campo de la búsqueda de vida extraterrestre está en continua evolución, aunque hay quien dice que es una ciencia sin materia de estudio. El concepto de zona habitable, originalmente aplicado a los planetas situados a cierta distancia de sus estrellas, se ha extendido a las lunas que giran alrededor de algunos planetas. Un caso especial es Europa, satélite de Júpiter. Europa no está en lo que se consideraría la zona de habitabilidad del planeta, pero pensamos que bajo su superficie de hielo podría haber un océano de agua líquida. La fuente de calor que mantiene fundido el hielo serían las fuerzas de marea producidas por Júpiter, que comprimen y expanden el satélite conforme éste recorre su órbita (la gravedad decrece con la distancia, y por lo tanto actúa más intensamente sobre la parte del satélite que está más cerca del planeta que sobre la que está más lejos; esta diferencia se manifiesta como fuerza de marea).

¿Qué sigue?
Los exoplanetas de tipo terrestre que además están en la zona de habitabilidad de su estrella y cuentan con una atmósfera aunque sea tenue son los mejores candidatos a ser habitables, o incluso a estar ya habitados. Visitarlos queda descartado: aún no está disponible la tecnología para atravesar las enormes distancias que hay entre las estrellas, pero desde un telescopio en la Tierra o un satélite en órbita podemos estudiar la radiación electromagnética que refleja o emite el exoplaneta. La vida afectaría la composición quimica de la atmósfera del exoplaneta, lo que podríamos detectar desde aquí. Entre los gases que se consideran como indicadores de vida está el oxígeno molecular, el óxido nitroso y el metano. Sin embargo, se reconoce que la presencia de uno solo de estos gases, aun el oxígeno molecular, no basta para concluir que el planeta alberga vida. Habrá que estudiar los otros gases presentes, así como las características de la superficie planetaria. Recientemente, el Congreso de Estados Unidos aprobó un presupuesto de 18 500 millones de dólares para la búsqueda de vida en nuestro Sistema Solar (hasta ahora sólo se ha encontrado en la Tierra) y para enviar una misión no tripulada a estudiar el satélite Europa. Se espera que el Telescopio Espacial James Webb, que se pondrá en órbita en 2018 a un costo aproximado de 10 000 millones de dólares, determine la composición química de muchos exoplanetas, lo cual será el siguiente paso para determinar su habitabilidad. Quizá en el transcurso de nuestras vidas se pueda establecer que hay otros ejemplos de vida en el Universo.

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