ESO/M. Kornmesser
Cada estrella que llena el cielo nocturno lleva consigo una de las mayores esperanzas y temores que se ha planteado la humanidad: la posibilidad de que no estemos solos en el Universo. Hace una generación, cada estrella se consideraba un punto luminoso de esperanza, pero no teníamos ni idea de si los planetas eran comunes o raros, y si nuestro Sistema Solar era un ejemplo típico de lo que había ahí fuera o uno de una enorme variedad de posibilidades. En 2018, hay miles de planetas confirmados orbitando alrededor de otras estrellas, detectados a través de una multitud de métodos y mostrando una tremenda diversidad de tamaños, masas y propiedades orbitales. Ahora se cree que al menos el 80% de todas las estrellas tienen compañeros planetarios, y que casi todas ellas tienen muchos mundos en sus Sistemas Solares.
Incluida la estrella más cercana a nosotros: Próxima Centauri.
David Malin, Telescopio Schmidt del Reino Unido, DSS, AAO
El satélite Kepler ha descubierto la mayoría de los candidatos planetarios alrededor de estrellas más allá de nuestro Sol. Su funcionamiento se basa en lo que se conoce como el método del tránsito. Cuando un planeta, que orbita alrededor de su estrella, pasa entre la línea de visión que conecta la Tierra con esa estrella, una pequeña fracción de esa luz queda bloqueada. A medida que el planeta se desliza hacia el disco de la estrella y luego lo abandona, veremos que el flujo comienza a descender, se mantiene en un nivel reducido y constante, y luego vuelve a aumentar hasta su valor original.
Con suficientes tránsitos de un solo planeta, podemos determinar su período orbital, su radio en relación con el radio de la estrella madre y la cantidad de radiación que incide en su superficie. El método del tránsito es potente, pero no lo dice todo.
ESO/M. Gillon et al.
Una de las cosas que no revela, sin embargo, es la masa del planeta. Si se sustituyera instantáneamente la Tierra por un planeta del mismo tamaño, pero con el doble (o la mitad) de masa, su órbita no cambiaría. Tendría exactamente la misma firma de tránsito: el mismo período, la misma frecuencia, el mismo perfil, y bloquearía la misma cantidad de luz.
Pero hay un método que podría revelar la masa del planeta: observar la estrella que está orbitando en busca de pequeñas variaciones. El método de bamboleo estelar utiliza la tercera ley de Newton -que toda acción tiene una reacción igual y opuesta- para inferir el tirón gravitatorio del planeta sobre la estrella. A medida que la estrella se acerca y se aleja de nosotros, periódicamente, debido a este tirón gravitatorio, se puede deducir la masa y la órbita del planeta.
En realidad, podemos utilizar ambos métodos en un sistema estelar dado, determinando la masa, el radio y el período orbital a la vez. Con futuros avances, podría ser posible observar la luz solar filtrada o reflejada en el planeta para conocer su composición atmosférica, lo que nos permitiría inferir la presencia de agua, oxígeno y quizás incluso vida.
Con observatorios propuestos como WFIRST, LUVOIR y un posible Starshade, la capacidad de caracterizar completamente un planeta de un sistema solar distinto al nuestro podría estar pronto a nuestro alcance.
NASA y Northrop Grumman
Pero la mayoría de los planetas no tienen las alineaciones serendípicas en las que se basa el método de tránsito. Si observáramos nuestro Sistema Solar desde otro lugar aleatorio del espacio, sólo habría un 1% de posibilidades de que Mercurio, el planeta más cercano al Sol, tuviera la geometría adecuada para que se observara un tránsito, y los demás planetas tienen aún menos probabilidades. Como en todas las cosas, son nuestras capacidades tecnológicas las que limitan, en parte, lo que podemos aprender sobre el Universo.
Pero no es necesaria una alineación serendípica para utilizar el método del bamboleo estelar (o de la velocidad radial); todo lo que necesitas es observar cuidadosamente tu estrella a lo largo del tiempo, y buscar pequeñas variaciones periódicas en su corrimiento al rojo y al azul. Si se encuentra la periodicidad, se puede inferir tanto el período como la masa del planeta que lo orbita.
Bueno, puedes encontrar el período, en todo caso. Encontrar la masa es más difícil, porque sólo podemos medir el movimiento de la estrella a lo largo de nuestra línea de visión: en la dirección adelante-atrás. No podemos medir el movimiento de la estrella perpendicular a la línea de visión: en las direcciones transversales (de lado a lado o de arriba a abajo).
Así que lo que podemos decir, cuando medimos una estrella que se tambalea, es que tiene un planeta con un período específico (lo que significa que podemos determinar la distancia orbital bastante bien) que tiene una masa de al menos una cantidad específica. Si el planeta orbita casi de canto con respecto a la línea de visión de la estrella terrestre, su masa se acerca al valor mínimo de masa. Pero si el planeta está más inclinado, como a 20°, 40° u 80°, la masa puede ser desde ligeramente hasta mucho, mucho más alta.
Ahora, vamos a Proxima Centauri: la estrella más cercana a nuestro Sol. La hemos observado cuidadosamente tanto en lo que respecta a la velocidad radial como a las imperfecciones de tránsito, buscando cualquier señal de un planeta a su alrededor. Próxima Centauri es una diminuta estrella enana roja de baja masa, que emite sólo el 0,17% de la radiación del Sol. Hay muchas formas en las que la estrella es diferente a la nuestra, siendo más pequeña, más fría, lanzando llamaradas con mucha más frecuencia, y el hecho de que no vivirá durante miles de millones de años, como nuestro Sol, sino durante trillones.
Proxima Centauri también forma parte de un sistema trinario, en el que los dos componentes principales, Alfa Centauri A y B, tienen más o menos el tamaño del Sol y orbitan entre sí relativamente cerca, pero Próxima Centauri tiene una masa mucho menor, es más fría y está más alejada.
Las estrellas Alfa Centauri (arriba a la izquierda), incluidas A y B, forman parte del mismo sistema estelar trinario que… Próxima Centauri (rodeada). Beta Centauri, casi tan brillante como Alfa Centauri, está cientos de veces más lejos, pero es mucho más brillante intrínsecamente.
Usuario de Wikimedia Commons Skatebiker
Cuando observamos Próxima Centauri, no vemos ninguna evidencia de un mundo en tránsito, y cualquier planeta que esté allí es demasiado tenue para ser visto con imágenes directas y nuestra tecnología actual. Pero sí vemos las señales, a partir de la velocidad radial, de un mundo único y masivo que la orbita. A partir de las observaciones que hemos realizado, podemos determinar las siguientes propiedades de este planeta, ahora conocido como Próxima b:
- Tiene un período orbital de 11,2 días.
- La cantidad de luz estelar que recibe de Próxima Centauri (el 65% de la que recibimos aquí) debería darle temperaturas similares a las de la Tierra si tiene una atmósfera similar a la terrestre.
- Tiene una masa mínima que es el 130% de la masa de la Tierra: sólo un poco más masivo que nuestro planeta.
- debe estar bloqueado tidalmente a su estrella, donde la misma cara siempre da la cara a la estrella y la misma cara siempre da la espalda,
- tendrá tres zonas climáticas: una ultra-caliente en la que siempre hace sol, una ultra-fría en la que siempre es de noche, y una en la frontera en la que siempre se pone/sale el sol,
- y las erupciones solares procedentes de la estrella serán potencialmente un peligro para despojar la atmósfera.
Puede haber otros planetas presentes también, ya sea de menor masa y/o con períodos orbitales mucho más largos, a los que nuestras observaciones aún no son sensibles. Pero éste, al menos, es real.
Una representación artística de un exoplaneta potencialmente habitable que orbita alrededor de una estrella lejana. Pero puede que no tengamos que encontrar un mundo similar a la Tierra para encontrar vida; planetas muy diferentes alrededor de estrellas muy distintas podrían sorprendernos de varias maneras. Sea como sea, se necesita más información.
NASA Ames/JPL-Caltech
¿Pero cómo es? ¿Es similar a la Tierra? Hay muchas formas en las que sabemos que debe diferir de nuestro planeta Tierra, entre ellas:
Podemos, por supuesto, inventar escenarios en los que el planeta aguante o reponga su atmósfera, y tenga condiciones propicias para la vida. Pero esto no es más que una ilusión.
Una erupción solar de clase X salió de la superficie del Sol en 2012. Alrededor de estrellas enanas rojas como Próxima… Centauri, sin embargo, las erupciones son mucho más comunes, lo que supone un peligro de despojar las atmósferas de cualquier planeta potencialmente habitable.
NASA/Observatorio de Dinámica Solar (SDO) vía Getty Images
En realidad, ni siquiera sabemos si este planeta es similar a la Tierra o a Neptuno. La frontera típica entre un mundo similar a la Tierra, donde se tiene una superficie rocosa con una atmósfera delgada, y un mundo similar a Neptuno, donde se tiene una gran envoltura de gas que rodea al mundo, es de unas 2 masas terrestres. Próxima b tiene una masa mínima de alrededor de 1,3 Tierras, pero eso es si la alineación es perfectamente de canto. Como no hay tránsito, sabemos que la alineación no puede ser exactamente perfecta, pero ¿cuán imperfecta es? Eso es gloriosamente desconocido.
Si la alineación está inclinada a más de unos 25° de nuestra línea de visión, es probable que sea un mundo gaseoso, no uno rocoso, como la Tierra. Pero en este momento, sin más información, no podemos saberlo.
Si quisiéramos ser lo más precisos posible, afirmaríamos que hay un planeta, con un periodo orbital de 11,2 días, orbitando la estrella más cercana a nosotros: Próxima Centauri. Recibe el 65% de la energía solar que recibe la Tierra, y tiene una masa mínima del 130% de la masa de la Tierra. Eso es todo. Es todo lo que sabemos con certeza. Si quisiéramos especular, podríamos hablar de todas las razones por las que es probable que Próxima b sea inhóspita para la vida, de los retos (erupciones solares, mantenimiento de su atmósfera, probable mundo gaseoso, etc.) a los que se enfrenta este planeta si quiere alcanzar la habitabilidad, y de lo que tendríamos que medir para saberlo con seguridad.
Pero lo cierto es que no sabemos más que esto. Hasta que no tengamos datos mejores y más completos sobre este mundo, lo único que sabemos es su periodo, la energía que recibe y su masa mínima. La era de la astronomía de los exoplanetas ha llegado, pero todavía está en pañales en muchos aspectos. Piensa en las posibilidades y no dudes en especular sobre lo que podría haber ahí fuera, pero nunca confundas tus esperanzas con lo que es realmente probable. La única manera de saberlo con certeza es construir los instrumentos y observatorios adecuados, y tomar los datos críticos. La única manera de saber lo que hay ahí fuera, con certeza, es averiguarlo por nosotros mismos.