Cazadores de planetas
Hace pocos a?os se les ve¨ªa como unos so?adores sin mucho futuro, pero hoy d¨ªa est¨¢n de moda. Son un peque?o grupo de astr¨®nomos que se dedican a rastrear el universo m¨¢s all¨¢ del Sistema Solar para descubrir nuevos planetas. Han catalogado ya 140, y su gran reto es dar con alg¨²n gemelo de la Tierra.
Tierra a la vista! Decenas de astr¨®nomos buscaplanetas en todo el mundo ans¨ªan poder emular a los antiguos navegantes lanzando un grito as¨ª, un grito triunfal por haber encontrado al fin un planeta gemelo del nuestro. Exploradores con telescopio en vez de catalejo. Y parece que su momento de gloria no tardar¨¢ mucho en llegar, en lo que ser¨¢ la culminaci¨®n de una d¨¦cada revolucionaria.
A principios de los noventa s¨®lo buscaban planetas quienes desafiaban la opini¨®n de la gran mayor¨ªa, porque detectar un objeto peque?o y opaco al lado de otro inmenso y brillante se consideraba entonces casi imposible. Pero quienes se atrevieron a hacerlo hoy no se arrepienten. Los buscadores de planetas est¨¢n ahora en la cresta de la ola, y sin visos de bajar: llevan ya unos 140 planetas catalogados, algunos formando sistemas triples e incluso uno cu¨¢druple. Pero son mundos muy distintos del nuestro, casi todos hechos de gas y muy calientes, mundos donde la vida es imposible. Por eso, el pr¨®ximo objetivo ahora es descubrir Tierras, y podr¨ªa cumplirse dentro de s¨®lo unos a?os.
"En la pr¨®xima d¨¦cada encontraremos nuestro primer planeta parecido a la Tierra", escribe por correo electr¨®nico, contundente, Geoff Marcy, de la Universidad de California, en Berkeley (EE UU), uno de los buscaplanetas pioneros y m¨¢s exitosos. "Adem¨¢s hay tres telescopios espaciales dise?ados para analizar la luz de estos planetas y determinar si hay vida en ellos. As¨ª que, si hay suerte, encontraremos pruebas de vida".
Dar con un gemelo de la Tierra, y adem¨¢s habitado? ?Demasiadas ambiciones para una sola d¨¦cada? Tal vez no, si se tiene en cuenta que la competici¨®n despiadada que mantienen los grupos de Europa y Estados Unidos acelera el ritmo de descubrimientos. Hoy se superponen las nuevas detecciones de planetas sin que haya apenas tiempo de celebrarlas, e importa cada vez m¨¢s no s¨®lo la cantidad, sino la calidad, c¨®mo es el nuevo mundo. Todos los hallados por ahora son gigantes gaseosos calientes, parecidos a J¨²piter -m¨¢s de 300 veces m¨¢s masivo que la Tierra-; as¨ª que en la carrera de exoplanetas rige el principio de "m¨¢s peque?o, m¨¢s valioso".
Por ahora, el r¨¦cord de tama?o peque?o lo tiene un planeta al menos 14 veces m¨¢s masivo que la Tierra que gira en torno a la estrella Mu Arae. Lo anunci¨® en agosto del a?o pasado el suizo Stephane Udry, y se considera importante porque es el primero probablemente rocoso. Pero sigue estando demasiado caliente, con su superficie a unos 650 grados, como para ser considerado gemelo nuestro. El caso es que apenas una semana despu¨¦s de ese anuncio, el grupo de Marcy contraatac¨® con otros dos planetas tambi¨¦n bastante peque?os, unas veinte veces la masa de la Tierra. En este caso, sin embargo, los astr¨®nomos tienen menos pistas sobre su naturaleza: "Podr¨ªan ser gigantes gaseosos, una esfera de hidr¨®geno y helio parecida a J¨²piter y Saturno", declar¨® Marcy en agosto. "O, dado que su masa se acerca a la de Neptuno, podr¨ªan parecerse a ¨¦l: una gruesa capa de hidr¨®geno y helio rodeando un n¨²cleo de roca y hielo. Incluso podr¨ªa ser como Mercurio, una bola de roca y hierro, teniendo en cuenta lo cerca que est¨¢ de su sol".
?Por qu¨¦ tanta incertidumbre? Porque, pese a haberse detectado tantos en poco tiempo, se sabe muy poco sobre estos planetas. La raz¨®n fundamental es que no se pueden observar directamente; encontrarlos cuesta much¨ªsimo, meses e incluso a?os de trabajo, y cuando se logra, la informaci¨®n que se tiene de ellos es muy escasa. Encima, lo que cuenta esa informaci¨®n es que los sistemas planetarios encontrados hasta ahora son muy raros comparados con el nuestro. Tanto, que el modelo tradicional sobre el origen de los planetas no vale.
Los planetas del Sistema Solar se formaron hace unos 4.600 millones de a?os a partir de las sobras del mismo gas y polvo con que se form¨® el Sol. Los grumos que deb¨ªa de haber en ese material actuaron como semillas o planet¨¦simos de los futuros planetas: por mera atracci¨®n gravitatoria atrayeron m¨¢s part¨ªculas y ganaron masa. En el caso de los planetas gigantes, como J¨²piter o Saturno, los planet¨¦simos originales debieron de ser de hielo; con el tiempo crecieron hasta acumular un m¨ªnimo de diez veces m¨¢s masa que la Tierra, y adquirieron as¨ª la suficiente fuerza gravitatoria como para atraer a los gases m¨¢s vol¨¢tiles y desarrollar sus superatm¨®sferas de hidr¨®geno y helio. As¨ª que es l¨®gico que los planetas gigantes y gaseosos est¨¦n m¨¢s alejados del Sol, donde el fr¨ªo permite la existencia de hielo. Eso explica en parte la distribuci¨®n de los planetas del Sistema Solar: los peque?os y rocosos, como Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, est¨¢n m¨¢s cerca del Sol; mientras que los gigantes gaseosos, como J¨²piter, Saturno, Urano y Neptuno -Plut¨®n es un caso aparte- est¨¢n muy alejados.
Por eso, cuando Michel Mayor y Didier Queloz, del Observatorio de Ginebra, anunciaron el 5 de octubre de 1995 en un congreso en Florencia (Italia) el hallazgo del primer planeta extrasolar en torno a una estrella similar al Sol, la revoluci¨®n fue doble, o triple. Por el hallazgo en s¨ª, por el ingenioso m¨¦todo usado, por lo extra?o del planeta en cuesti¨®n? Mayor y Queloz, entonces poco acostumbrados a tratar con periodistas, han dicho muchas veces que no se esperaban la tormenta medi¨¢tica que sigui¨® a su anuncio. El planeta que encontraron en torno a la estrella 51 Pegasi, a unos 40 a?os luz de la Tierra, tiene aproximadamente la masa de J¨²piter, pero est¨¢ tan cerca de su estrella que s¨®lo tarda cuatro d¨ªas en dar una vuelta a su alrededor -su a?o-. Mercurio, el planeta m¨¢s pr¨®ximo al Sol, tarda 88 d¨ªas en hacer lo mismo. ?C¨®mo es posible? ?C¨®mo se form¨® este J¨²piter si no puede haber hielo tan cerca de la estrella? La temperatura superficial del planeta de 51 Pegasi debe de superar el millar de grados.
La precisi¨®n del m¨¦todo de detecci¨®n usado tambi¨¦n era sorprendente. Mayor y Queloz no aspiraban a ver el planeta; no se puede contar con ver algo opaco situado junto a una potente fuente de luz. As¨ª que pensaron en el efecto que la presencia de un planeta causa en la estrella central: un leve bamboleo, una oscilaci¨®n debida a la atracci¨®n gravitatoria que ejerce el planeta sobre la estrella. En nuestro Sistema Solar, J¨²piter hace variar la velocidad del Sol en 12 metros por segundo. Parece mucho, pero para detectar algo as¨ª a m¨¢s de 40 a?os luz de distancia hay que observar la estrella durante muchas noches. Mayor y Queloz necesitaron 18 meses de observaciones para estar seguros de sus datos. Conoc¨ªan la norma: afirmaciones extraordinarias necesitan pruebas extraordinarias.
El planeta de 51 Pegasi fue un pistoletazo de salida. Hab¨ªa empezado la carrera de los buscadores de planetas, y Marcy lo demostr¨® confirmando el hallazgo de los suizos apenas un mes m¨¢s tarde. Adem¨¢s subi¨® la apuesta con dos nuevos objetos. Hoy su grupo tiene en su curr¨ªculo m¨¢s de 70 planetas, y el de los suizos, m¨¢s de 50. "S¨ª, la competitividad es grande", admite Queloz. "Normal, es un campo muy nuevo". Ambos equipos siguen usando el mismo m¨¦todo, llamado de "velocidad radial", con que se encontr¨® el primer planeta. Es la t¨¦cnica m¨¢s exitosa, aunque tiene un importante inconveniente: s¨®lo sirve para planetas grandes y que est¨¦n muy cerca de la estrella, no planetas como la Tierra. Eso explica por qu¨¦ todos los planetas hallados hasta ahora son como son; no es que la Tierra sea una rareza, es que hoy por hoy las t¨¦cnicas no detectan Tierras. Eso es as¨ª a pesar de que su sensibilidad ha aumentado mucho. Ahora el grupo suizo puede medir un bamboleo de menos de un metro por segundo gracias a un instrumento instalado en un telescopio de 3,5 metros del Observatorio Austral Europeo (ESO) en La Silla, en Chile. Queloz explica por tel¨¦fono: "Eso nos est¨¢ permitiendo encontrar planetas cada vez m¨¢s peque?os". Y a?ade que lo interesante "es que parece haber m¨¢s planetas peque?os que grandes, lo que significa que basta mejorar un poco la sensibilidad de los telescopios para descubrir muchos m¨¢s planetas".
Hay otra t¨¦cnica para buscar planetas que ha irrumpido con fuerza en la competici¨®n: el m¨¦todo del tr¨¢nsito. Vale s¨®lo para planetas colocados en el cielo de tal manera que formen una l¨ªnea recta con la Tierra y con su estrella, y la idea es que los observadores (en la Tierra) puedan detectar un leve baj¨®n en la luz de la estrella cuando el planeta la eclipsa. Por incre¨ªble que parezca, da resultado. Que se lo digan a Roi Alonso, un vallisoletano de 27 a?os que en noviembre pasado encontr¨® lo que ser¨¢ el broche dorado para su tesis de doctorado en Astrof¨ªsica. Alonso, trabajando en colaboraci¨®n con astr¨®nomos estadounidenses, ha encontrado el quinto planeta extrasolar de los hallados con este m¨¦todo, y lo ha hecho con un peque?o telescopio de s¨®lo diez cent¨ªmetros instalado en el Observatorio del Teide, del Instituto de Astrof¨ªsica de Canarias (IAC).
"Lo hemos hecho con un telescopio as¨ª porque lo que nos interesa no es detectar estrellas muy lejanas [como hacen los telescopios m¨¢s grandes], sino muchas estrellas relativamente cercanas. Es un telescopio rob¨®tico, no hace falta que nadie lo controle", dice. "Toma muchas im¨¢genes de la misma zona del cielo durante 30 o 40 noches, tres o cuatro horas cada noche, pare medir el brillo de decenas de miles de estrellas. Luego, un programa analiza variaciones en el brillo que sean compatibles con la presencia de un planeta. Por ejemplo, si el planeta tarda cinco d¨ªas en completar una ¨®rbita en torno a la estrella, entonces lo que se ve es que cada cinco d¨ªas el brillo de la estrella disminuye durante unas horas". Su planeta se llama TrES-1, porque es el primero que se encuentra dentro del programa internacional de b¨²squeda Trans-Atlantic Exoplanet Survey, que emplea otros peque?os telescopios como el instalado en el Teide y que funciona desde hace tres a?os. "Es muy satisfactorio hallar al cabo de tres o cuatro a?os lo que te propon¨ªas desde el principio", admite Alonso.
Lo mejor del m¨¦todo del tr¨¢nsito es que se tiene informaci¨®n directa del planeta, aunque sea como en una especie de negativo: los astr¨®nomos no ven la luz del planeta, pero s¨ª la de la estrella filtrada por ¨¦ste, sobre todo si se trata de un gigante gaseoso. En funci¨®n de c¨®mo es esa luz tamizada, los astr¨®nomos pueden averiguar mucho del planeta. As¨ª, de uno de los planetas observados con este m¨¦todo se sabe que su atm¨®sfera contiene el elemento sodio. Alonso y los dem¨¢s descubridores de TrES-1 ya han pedido tiempo de observaci¨®n con el telescopio espacial Hubble para tratar de averiguar algo sobre la atm¨®sfera de este objeto. Por lo pronto, saben que es -tambi¨¦n- parecido a J¨²piter, y que tarda s¨®lo tres d¨ªas en orbitar alrededor de su estrella.
Alonso no es el ¨²nico espa?ol que busca planetas. M¨¢s veteranos que ¨¦l son Rafael Rebolo y Eduardo Mart¨ªn, tambi¨¦n del IAC, y Mar¨ªa Rosa Zapatero Osorio, actualmente en el Laboratorio de Astrof¨ªsica Espacial y F¨ªsica Fundamental del Instituto Nacional de T¨¦cnica Aeroespacial (INTA), en Madrid. Mart¨ªn a¨²n se acuerda de cuando Rebolo -su director de tesis hace una docena de a?os- le dijo algo as¨ª como que dedicarse a buscar planetas extrasolares era cosa de so?adores. Rebolo tambi¨¦n lo recuerda: "No es que creyera que fuera perder el tiempo, sino que era dif¨ªcil conseguir tiempo de observaci¨®n en los telescopios para buscar planetas". Hoy, estos tres investigadores tienen en com¨²n haber hallado hace apenas cinco a?os un nuevo tipo de objeto literalmente inclasificable: cuerpos de masa planetaria que flotan solos en el espacio, sin orbitar ninguna estrella. Est¨¢n en la nebulosa de Ori¨®n, una regi¨®n de formaci¨®n estelar donde el mismo grupo ha hallado muchas enanas marrones, peque?as estrellas fallidas que no han llegado a acumular la suficiente masa como para empezar a brillar. Y mientras no se sepa m¨¢s de ambos tipos de objetos, planetas solitarios y enanas marrones, la ¨²nica diferencia medible entre ellos es la masa: menos de 15 veces la masa de J¨²piter los primeros, y entre 15 y 75 las segundas. Entonces, ?los planetas solitarios no son en realidad enanas marrones peque?as? ?Deben realmente ser considerados planetas?
Son cuestiones muy abiertas entre los astr¨®nomos; como afirma Eduardo Mart¨ªn, "este campo est¨¢ a¨²n en fase de descubrimiento" y la confusi¨®n es grande. Para muchos, lo que cuenta es c¨®mo se ha formado el objeto: si como un planeta cl¨¢sico, o sea, en torno a una estrella, o como una estrella, o sea, de forma solitaria en una nube de gas y polvo. No hay que dejarse enga?ar porque el objeto est¨¦ solo ahora: podr¨ªa haber nacido en torno a una estrella y despu¨¦s haber sido eyectado, como en un inmenso billar planetario. "Aparentemente, la naturaleza presenta [de manera aislada] cuerpos con un rango muy amplio de masas, desde Jup¨ªteres hasta estrellas", dice Zapatero Osorio. "Pero es dif¨ªcil entender la f¨ªsica que forman objetos tan variados".
El marcador por ahora est¨¢ en naturaleza, 1; f¨ªsicos, 0. Y para igualarlo har¨¢n falta buenas dosis de creatividad. "De momento, las observaciones tienen mucho sesgo, muestran s¨®lo una peque?a parte de lo que hay", dice Mart¨ªn. "Puede haber decenas de tipos de planetas, una variedad enorme; hay que tener la mente abierta". Marcy coincide: "Sospechamos que los planetas se forman de muchas maneras, ni siquiera sabemos cu¨¢ntas clases de objetos de masa planetaria hay. La palabra planeta no basta para incluir todos los mecanismos posibles de formaci¨®n. Los astr¨®nomos la seguiremos usando por ahora, pero a medida que sepamos m¨¢s habr¨¢ tambi¨¦n m¨¢s variedad de t¨¦rminos".
Lo que m¨¢s emociona a los buscadores de planetas es la posibilidad de encontrar muy pronto un planeta tipo Tierra. Es lo que pretenden los telescopios espaciales Corot y Kepler, que se lanzar¨¢n el a?o pr¨®ximo y en 2007, respectivamente. Ambos se basar¨¢n en el m¨¦todo del tr¨¢nsito. Corot es una misi¨®n liderada por Francia en la que participa la Agencia Europea del Espacio (ESA), y podr¨¢ medir variaciones en la luminosidad de estrellas causadas por el paso de un planeta de como m¨ªnimo diez veces la masa de la Tierra. Kepler, de la NASA, ser¨¢ m¨¢s sensible; detectar¨¢ planetas del mismo tama?o de la Tierra en la llamada zona habitable, la distancia de la estrella en la que un planeta podr¨ªa tener agua l¨ªquida en su superficie.
Otra alternativa para encontrar planetas rocosos es construir enormes telescopios basados en tierra, telescopios con espejos de hasta un centenar de metros, diez veces m¨¢s grandes que los mayores hoy en funcionamiento. "Con telescopios de estas dimensiones podr¨ªamos observar miles de estrellas durante decenas de a?os, mucho m¨¢s tiempo de lo que dura un telescopio espacial", explica Rafael Rebolo, miembro de un comit¨¦ internacional que estudia estos proyectos.
La pregunta que seguir¨¢ a la detecci¨®n de otra Tierra es obvia: ?estar¨¢ habitada? Con esos telescopios de cien metros se podr¨ªa analizar la luz de los planetas detectados, y buscar en sus atm¨®sferas la firma de la vida. Pero el proyecto m¨¢s avanzado para hacer precisamente eso es Darwin, una misi¨®n de la ESA con participaci¨®n espa?ola prevista para mediados de la pr¨®xima d¨¦cada. Un proyecto ambicioso: se lanzar¨¢n no uno, sino seis telescopios espaciales, de 1,5 metros de di¨¢metro, que analizar¨¢n de forma coordinada la composici¨®n qu¨ªmica de las atm¨®sferas de las Tierras. Ser¨¢ dif¨ªcil estar seguros, pero si se detecta ozono -indicador de la presencia de ox¨ªgeno-, metano y di¨®xido de carbono, "habr¨ªa una alta probabilidad de que se debiera a un fen¨®meno biol¨®gico", dice Rebolo. Tanto el ox¨ªgeno como el metano desaparecen en poco tiempo de la atm¨®sfera si no hay una fuente de producci¨®n, como la vida.
Se cree que al menos el 7% de las estrellas parecidas al Sol que hay en nuestra galaxia tiene planetas gigantes gaseosos. Eso da un resultado de unos 350 millones de Jup¨ªteres.
En cuanto a las Tierras, no hay datos todav¨ªa, pero los astr¨®nomos esperan que sean mucho m¨¢s numerosas que los planetas gigantes. Ante esos n¨²meros, ?no parece realmente muy dif¨ªcil que los terr¨ªcolas seamos la ¨²nica forma de materia viva?
M¨¢s informaci¨®n, en el Instituto de Astrof¨ªsica de Canarias (www.iac.es) y en el Observatorio Austral Europeo (www.eso.org).
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