Cristina Rodríguez-López, investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC)

España está a la vanguardia de la caza de exoplanetas

Científicos españoles presentan evidencias de la presencia del segundo exoplaneta más próximo a la Tierra, en la Estrella de Barnard

Decir que la Estrella de Barnard -el segundo sistema más próximo al Sol tras Alfa Centauri- está en nuestro vecindario galáctico, es quedarse corto. Si la Via Láctea tuviera más o menos el tamaño de la Tierra, la estrella de Barnard, a solo 6 años luz, estaría en el rellano de la escalera. Concretamente sería el vecino de la puerta de al lado, ése al que oyes cantar bajo la ducha.

Un equipo internacional de científicos, liderado por astrónomos españoles, ha publicado en Nature consistentes pruebas que confirman (al 99,2%) la presencia en esta estrella de un exoplaneta -designado como ‘Barnard b’- unas 3,2 veces más grande que el nuestro.

Sin embargo, es un mundo inhóspito, fuera de la zona de habitabilidad de su estrella y poco candidato a albergar vida. “El exoplaneta se halla a una distancia tal de Barnard que recibe sólo el 2% de la energía que llega a la Tierra desde el Sol y, suponemos que tiene una temperatura de equilibrio de unos -170 ºC”, dice Ignasi Ribas, líder del estudio e investigador del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC) y el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE). Científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) y del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) también han participado en el descubrimiento.

Nuestro vecindario galáctico, mejor dicho el rellano de nuestra escalera galáctica, se ha “poblado” de planetas, Primero fue Próxima b, y ahora Barnard b. ¿Qué implicaciones tiene esto para la astronomía en general y para la búsqueda de vida en el Universo?

Como muy bien dices, este descubrimiento está enmarcado dentro de un proyecto que tenemos, llamado “Puntos Rojos” (Red Dots), que se dedica a la búsqueda de planetas en torno a las estrellas más cercanas, precisamente para que no sea estadísticas sino caracterizar de verdad nuestro vecindario solar.

El primer descubrimiento fue el Próxima b, la estrella más cercana a nosotros. Ahora tenemos Barnard b, la siguiente estrella más cercana. Esto por una parte confirma lo esperado, la estadística de que en torno a una estrella roja hay de media uno o dos planetas. Tanto en Próxima Centauri como Barnard, no descartamos que pueda haber más planetas, con órbitas más lejanas. Se necesita todavía más seguimiento para confirmarlo.“Barnard b no es que esté en el barrio. Es el vecino de al lado.”

Esto nos va dando una idea real de cómo es nuestro vecindario estelar. Al estar más cercanos estos exoplanetas, nos va a ser mucho más fácil caracterizarlos que otros que se han encontrado a miles de años luz.

Estamos encontrando planetas en torno a todas las estrellas que estamos observando. Lo que también es un cambio de paradigma: la infinidad de mundos posibles se multiplica, en todas las estrellas de nuestra galaxia (porque todavía no tenemos tecnología suficiente para explorar estrellas individuales en otras galaxias). Se multiplica la magnificencia de la cantidad de mundos posibles, que hay ahí fuera y que todavía no conocemos.

Y por tanto la posibilidad de vida en el universo se multiplica…

Sí, exactamente. Cuantos más planetas tengamos, más posibilidades podría haber. Estamos encontrando también planetas que no tienen equivalente en nuestro Sistema Solar. Como este mismo Barnard b, lo que llamamos una “supertierra”, planetas rocosos que tienen entre dos y diez veces la masa de la Tierra, que no tienen equivalente en nuestro Sistema Solar.

En cuanto a la búsqueda de vida, ese es el siguiente paso. Esa búsqueda de vida ya ha empezado de alguna manera. Porque siempre que se encuentra un planeta extrasolar en la zona habitable el SETI dirige sus antenas para ver si hay algún tipo de señal que pueda considerarse de tipo extraterrestre. Y también con el análisis de las atmósferas que se han hecho hasta ahora, y lo que viene en la próxima década, es analizar esas atmósferas y ver si hay algún tipo de desequilibrio en ellas, ver la abundancia de algún compuesto tipo metano, dióxido de carbono, agua… todo ese tipo de compuestos que indicarían vida como nosotros la conocemos“.Encontramos planetas en todas las estrellas del vecindario solar.”

El MIT tiene listas de cientos o miles de compuestos que podrían ser susceptibles de ser detectados en las atmósferas y que podrían indicar algún tipo de actividad biológica. En cuanto se tengan las observaciones pertinentes, está ya toda la maquinaria teórica preparada. Así que creo que nos esperan grandes sorpresas.

España ha vuelto a ser puntera en la caza de exoplanetas, y además de la detección de los dos planetas extrasolares más próximos, primero Próxima b y ahora Barnard b. En Calar Alto (Almería) contamos con el instrumento CÁRMENES, que está dando enormes resultados. ¿Que nos puedes contar acerca de él?

El instrumento CÁRMENES, se instaló el telescopio de tres metros y medio del observatorio de Calar Alto, en Almería. Empezó a observar en enero de 2016. La finalidad de este espectrógrafo, CÁRMENES, es hacer esta búsqueda de planetas pequeños, de tipo terrestre, en torno a estrellas enanas rojas.

Hay otros espectógrafos de alta precisión, pero CÁRMENES observa a la vez, simultáneamente en el visible y también en el infrarrojo cercano. Tiene una banda de observación muy amplia.

Y eso es bueno para este tipo de estrellas que observamos, las estrellas enanas rojas que son más pequeñas y más frías que nuestro Sol, porque tienen algunas de ellas mucha actividad, pueden tener tormentas de viento solar, manchas en superficie como el Sol, que eso puede llegar a confundirnos, pensar que estamos viendo un planeta cuando realmente estamos viendo es la actividad de la estralla.

Este espectógrafo CARMENES nos ayuda, al observar en ese rango de longitud de onda tan amplio, a distinguir si lo que estamos viendo es un planeta o es actividad. Y en particular, en el caso de Barnard, pues el seguimiento de CÁRMENES, que durante dos años ha sido continuo. Se ha cerrado en la estrella de Barnard todas las noches, y ha sido fundamental para poder descubrir Barnard b.

Además del instrumento tecnológico, hay un equipo humano de astrónomos españoles -catalanes, andaluces, madrileños- de un gran nivel detrás de estos descubrimientos. ¿Esta España en condiciones, por capital humano, de ser una gran potencia mundial en la caza y el estudio de exoplanetas? ¿Que recursos y dificultades tiene?

Sí que estamos a la vanguardia. Es verdad que hablamos de equipo español porque está liderado por españoles, como fue el caso también de Próxima b. Sí que estamos ahí.

Tenemos un instrumento puntero como es CÁRMENES y tenemos un equipo, en distintas instituciones… También hay astrónomos que se encuentran en instituciones extranjeras, como es el caso de Guillem Anglada-Escudé, que es el líder de Próxima b, que está en el Reino Unido.“España está a la vanguardia de la caza de exoplanetas.”

También hay que decir que si bien el equipo español es grande, esto siempre fue con colaboraciones internacionales. Hay un montón de países implicados, porque se necesitan observaciones de distintos instrumentos para confirmar todo. Se necesitan teorías y análisis de más de un grupo de investigación para ver que lo que estamos haciendo es consistente. Pero sí, estamos a la vanguardia.

En cuanto a los problemas… son los de siempre. Hay mucho capital humano que a veces no puede terminar de dedicar a la investigación en España y se va a otros países porque el presupuesto no es suficiente.

Uno de los aspectos más relevantes de este estudio es que han aportado un nuevo método exitoso de análisis de grandes cantidades de datos tomados por diferentes observatorios. Este nuevo método permitirá encontrar exoplanetas, no a partir de las nuevas observaciones, sino a partir de las viejas. ¿Podríamos decir que han logrado la herramienta de buscar “agujas en pajares estadísticos”?

Sí, se podría decir así. Es verdad que las observaciones, en el caso de Barnard b, lo que ha sido fundamental es CÁRMENES observando los dos últimos años, pero las observaciones que se han utilizado son de veinte años de observaciones. Del año 1997 estábamos utilizando observaciones que son públicas para todo el mundo, que están ahí y se pueden analizar.

Los métodos de análisis que nosotros tenemos en particular están ya muy refinados y efectivamente estamos buscando agujas en pajares. Es decir, la señal que estamos viendo, que nos indica que hay un planeta, son señales muy pequeñas. Con esta metodología de radiales estamos midiendo el bamboleo de la estrella por todos los planetas que es solamente de 1,2 m/s, a millones de kilómetros de distancia. Los métodos de análisis se están refinando mucho. Se están re-analizando todos estos datos que estaban también ahí y que no se habían visto nada en ellos (o nada concluyente) y observando un poco más, y utilizando estos nuevos métodos, estamos consiguiendo estas detecciones.

En los últimos años el estudio de los exoplanetas ha dado un salto exponencial, pero promete dar un salto de gigante con el telescopio espacial James Webb, que se pondrá en órbita en 2020. ¿Qué impacto crees que tendrá este instrumento para la ciencia? ¿Y para el conocimiento del sistema Barnard?

El James Webb tiene entre sus objetivos científicos el estudio de exoplanetas. Y en particular va a ser importante en esa detección de atmósfera. De análisis de atmósferas de los exoplanetas. Lo que necesitamos en principio para poder detectar esas atmósferas es que los planetas transiten, pasen por delante de su estrella de manera que desde nuestra visión, desde la Tierra podamos ver el pequeño eclipse que producen en la luz. Y cuando nosotros estamos grabando, registrando la luz de la estrella, y el planeta pasa por delante, la huella química de su posible atmósfera queda impresa en la luz de la estrella, y podemos analizarla.

Todavía no sabemos si Barnard b transita delante de su estrella, es decir si desde la Tierra podemos ver como eclipsa la luz de su sol. Creo que James Webb va a ser importante sobretodo en eso, en analizar la atmósfera de los planetas que vamos conociendo.

Hay otros instrumentos. El telescopio Europeo Extremadamente Grande que se va a poner en Chile, que mide 39 metros de diámetro y que ayudará ya no solo para este tipo de análisis sino también para imagen directa. Esperamos que en Barnard b, en la próxima década, pueda sacar la imagen del planeta.

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