¿Cómo serán esos mundos habitables? (Dan Durda).
Pocas veces aquellos que viven un suceso histórico son conscientes de su importancia. Los humanos somos así, necesitamos tiempo para valorar las cosas en su justa medida. No en vano, los contemporáneos de Colón pensaban que éste se había limitado a viajar hasta Asia usando una ruta un tanto peculiar. Y todos los que fueron testigos de las misiones Apolo creían que estaban ante un hecho predecible. Espectacular, sí, pero predecible y rutinario. Porque, al fin y al cabo, se suponía que ése era el destino inexorable de nuestra civilización. Pero la historia decidió seguir por otros derroteros y dejó la colonización de la Luna a un lado. Sólo ahora somos capaces de reconocer la singularidad y trascendencia de esos eventos, así como la inmensa suerte que tuvieron sus protagonistas por poder participar en ellos.
Dentro de varios siglos, cuando nuestros descendientes echen la vista atrás recordarán que en nuestra época sucedió algo extraordinario. Por primera vez, la humanidad descubrió mundos similares al nuestro y supimos que la Tierra no estaba sola en el Universo. Y, justo ahora, estamos viviendo casi sin darnos cuenta ese momento trascendental de la historia.
Ya conocemos más de quinientos planetas extrasolares, pero no nos engañemos, la inmensa mayoría son planetas gigantes hostiles para la vida tal y como la conocemos. No es que esas enormes bolas de gas y hielo no sean interesantes, al contrario, son fascinantes. Pero lo que de verdad estimula nuestra imaginación es la posibilidad de descubrir mundos similares a la Tierra. Pues bien, quizás ya hemos descubierto cinco de esos mundos.
Partes de Kepler (NASA).
Los misión de Kepler
Recapitulemos. Kepler es un observatorio espacial situado en órbita solar que tiene por objetivo descubrir planetas por el método del tránsito. Este método es muy sencillo en teoría: cuando un planeta pasa por delante de su estrella, su brillo disminuye ligeramente, delatando su existencia. Desgraciadamente, resulta muy difícil llevar esta técnica a la práctica, ya que un planeta del tamaño de Urano o Neptuno sólo logra disminuir en un 0,1% el brillo de una estrella de tipo solar, mientras que un mundo como la Tierra apenas provoca un descenso del 0,01%. Además de la disminución del brillo, el tránsito durará más cuanto más lejos esté situado el planeta. Si viésemos nuestro Sistema Solar desde fuera de tal forma que los planetas desfilasen exactamente por el centro del disco solar, el tiempo de tránsito de Venus sería de 11 horas y el de la Tierra de 13 horas.
Fórmula para calcular la duración del tránsito de un exoplaneta. d* el diámetro de la estrella expresado en diámetros solares, a es el semieje de la órbita del planeta en UA y M* la masa de la estrella en masas solares. Para una estrella similar al Sol, el tiempo -en horas- es aproximadamente 13 veces la raíz cuadrada de su semieje orbital.
Gracias a la ventaja de estar situado en el espacio, libre de las interferencias atmosféricas y la rotación terrestre, Kepler mide continuamente el brillo de un total de 156453 estrellas, aunque en realidad sólo observa aquellos astros cuya magnitud estelar está comprendida entre 9 y 16. Recordemos que Kepler no puede «ver» los exoplanetas directamente, pero sí es capaz calcular su órbita y su tamaño. Si el planeta es lo suficientemente interesante, los observatorios terrestres pueden confirmar el descubrimiento usando el método de la velocidad radial, lo que permite además determinar su masa y, por tanto, su densidad media. Kepler realiza una medición del brillo de las estrellas una vez cada media hora, tiempo suficiente para construir una curva de luz que delate la presencia de un planeta. La única excepción está formada por un subgrupo de 512 estrellas cuyo brillo se registra una vez por minuto para estudios de astrosismología.
El campo de visión de los 42 detectores CCDs del Kepler y la órbita del satélite alrededor del Sol (NASA).
Los candidatos de Kepler
Los resultados publicados la semana pasada se basan en los datos obtenidos entre el 2 de mayo y el 16 de septiembre de 2009, los cuatro primeros meses de observaciones del satélite. Se trata de resultados preliminares, por lo que los candidatos a planetas no son más que eso, candidatos, o mejor dicho, KOIs (Kepler Object of Interest), en la jerga de la misión. Es posible que muchos de estos supuestos exoplanetas sean en realidad pequeñas estrellas, enanas marrones o falsas señales. Distinguir la curva de luz de un eclipse causado por una estrella en un sistema binario de la provocada por un planeta es harto complejo y por eso Kepler necesita ayuda de los observatorios terrestres para validar los candidatos. Además, cuantos más tránsitos se produzcan, más fácil será distinguir los falsos positivos de los planetas reales. Por este motivo, se requieren tres tránsitos para asegurar estadísticamente la existencia de un planeta detectado por Kepler. Esto explica que la misión deba esperar un mínimo de tres años para confirmar la existencia de exotierras, es decir, mundos gemelos de la Tierra. O lo que es lo mismo, un planeta de tamaño terrestre que orbita una estrella similar al Sol a una distancia de 150 millones de kilómetros -una Unidad Astronómica (UA)-.
La situación de los candidatos en la zona de visión de Kepler (NASA).
Lista de candidatos en función de su tamaño (Borucki et al).
Los 1200 candidatos a planetas de Kepler ordenados según su periodo orbital y semieje mayor (fila superior), su temperatura en equilibrio (esquina inferior derecha) y la temperatura de la estrella (esquina inferior izquierda) (Borucki et al.).
Histograma agrupando los distintos tamaños de los candidatos con respecto su distancia a la estrella. Predominan los más cercanos, pero no demasiado, ya que se cree que existen mecanismos de aniquilación planetaria que destruyen los mundos que orbitan muy próximos a sus estrellas (Borucki et al).
Distribución de los candidatos en función de la temperatura de la estrella (Borucki et al).
Candidatos de Kepler (arriba) comparados con los exoplanetas conocidos actualmente. Se observa un mayor número de neptunos calientes (Borucki et al.)
Sin embargo, no es necesario esperar tanto para descubrir mundos habitables alrededor de estrellas más pequeñas que el Sol (tipos espectrales K y M), ya que el periodo de traslación de un planeta en la zona habitable de estas estrellas es menor a un año terrestre. Así, mientras llegan las ansiadas exotierras, Kepler ha descubierto varios mundos potencialmente habitables. 54, para ser exactos. Pese a que la mayoría son del tamaño de Urano o Neptuno -y, por lo tanto, no aptos para la vida-, a su alrededor podrían orbitar lunas habitables.
Pandora, la luna habitable de la película Avatar, podría ser una realidad (20th Century Fox).
Efectivamente, la mayor parte de candidatos (662) son planetas del tamaño de Neptuno, pero 288 son supertierras y 68 son tienen un tamaño similar al de nuestro planeta. Estos posibles planetas orbitan estrellas de tipo solar o parecido (tipos espectrales F, G y K) y sólo una minoría giran alrededor de estrellas enanas rojas (tipo M, las más abundantes del Universo). Esto no es ninguna anomalía, ya que debemos recordar que Kepler ha sido diseñado específicamente para buscar exotierras, es decir, planetas que orbiten estrellas similares al Sol.
Temperatura superficial estimada para los 54 planetas habitables (Borucki et al.).
De entre los 54 mundos potencialmente habitables, aproximadamente cinco tienen tamaños parecidos al de la Tierra. Veamos cuáles son en la siguiente tabla:
Antes de apresurarnos a sacar conclusiones, debemos recordar una vez más que estos mundos son meros candidatos, nada más. Además, la incertidumbre en su tamaño es de un 25-35%, mientras que el cálculo de la temperatura equivalente podría variar hasta en un 22% a medida que conozcamos más datos sobre su estrella. Por otro lado, la temperatura de la superficie se ha calculado suponiendo un albedo normal y la ausencia de atmósfera. Esto último es muy importante, porque la presencia de una atmósfera ayudaría a elevar la temperatura media del planeta. Por ejemplo, la Tierra disfruta de unos 33 K adicionales gracias a la capacidad de nuestra atmósfera para absorber calor. Con estas precauciones en mente, un rápido análisis permite comprobar que el candidato llamado KOI 701.03 es el más interesante. Su temperatura media superficial es de sólo -11º C, así que probablemente será mayor si posee atmósfera. El año de esta supertierra tiene una duración de 122,4 días y orbita una estrella más pequeña que el Sol. KOI 701.03 comparte sistema con otros dos planetas que giran a poca distancia, por lo que es posible que las perturbaciones gravitatorias resultantes generen trayectorias orbitales muy peculiares.
KOI 701.03 y Gliese 581 g son de los pocos planetas potencialmente habitables que conocemos. Y ahora que la existencia de Gliese 581 g está más en duda que nunca, es muy posible que los candidatos de Kepler sean los únicos. Desgraciadamente, no sabemos si KOI 701.03 y sus hermanos existen realmente, pero dentro de unos pocos años saldremos de dudas.
Estos son los primeros candidatos a mundos habitables descubiertos por Kepler, pero no serán los últimos. A medida que se acumulen los datos, surgirán más exoplanetas similares a la Tierra. Y entre alguno de ellos encontraremos por fin el primer gemelo de nuestro planeta azul.
Llegará un día en el que conoceremos decenas de mundos similares al nuestro y hasta es posible que nos planteemos seriamente la posibilidad de viajar hasta ellos. Quién sabe. Pero de lo que sí podemos estar seguros es que vivimos en una época maravillosa. El día en el que confirmaremos por primera vez la existencia de un planeta similar a la Tierra está cada vez más cerca.
Miriada de mundos terrestres (NASA).
Referencias:
- Characteristics of planetary candidates observed by Kepler, II: Analysis of the first four months of data, Borucki et al. (ArXiV, 2 de febrero de 2011).
- Architecture and Dynamics of Kepler’s Candidate Multiple Transiting Planet Systems, Lissauer et al. (ArXiV, 2 de febrero de 2011).
- Transit Timing Observations from Kepler: I. Statistical Analysis of the First Four Months, Ford et al. (ArXiV, 2 de febrero de 2011).
- Kepler Data Search.
Vídeo con los candidatos a planeta de Kepler:
Me repito, no me parece una gran noticia. Es algo que ya se sabe que existe. Que se confirme es muy positivo porque nos demuestra que el pensamiento científico funciona pero no me parece un descubrimiento crucial. Una gran noticia será cuando se descubra vida fuera de la Tierra, entonces si que va a cambiar el chip(la manera de ver el mundo).
A mí si me parece una gran noticia. No es lo mismo sospechar que existen lagos de metano en Titán que tener pruebas de su existencia, o que tener fotografías de ellos.
Mil gracias, Dani. Ya sólo te falta retomar el tema de los motores nucleares 😛
Concuerdo Orlando, en la ciencia no importa lo que uno sospecha o deje de sospechar sino lo que se puede probar. Antes no dejaba de ser una probabilidad, ahora gracias al Kepler es una certeza (tengo confianza que con la vida será igual).
Raúl, desde Argentina. Sigo tu excelente blog desde hace un año 🙂
Mi duda es ¿los planos orbitales de los exoplanetas pueden tener cualquier orientación? Porque si es así y sólo se pueden detectar aquellos cuyos planos orbitales coinciden con la Tierra, la cantidad de «Tierras» y «Pandoras» que hay por allí puede ser enorme…
La verdad, es una noticia histórica, aunque solamente sea para hacernos soñar. Imaginar a nuestros descendientes, dentro de cientos de años, pisando aquellos mundos que hoy descubrimos nodotros es una delicia. Lo que me pregunto es: si se encuentran planetas similares a la Tierra, ¿habrá vida en ellos? ¿habrá seres inteligentes allí? Imaginaos si ahora mismo alguien, a millones de años luz, nos está apuntando a nosotros y haciéndose las mismas preguntas que nos hacemos nosotros… El universo es demasiado grande para dar las cosas por sentadas…
Si, Daniel coincido contigo plenamente vivimos en una fecha memorable para la astronomia y aquellos que no la quieran reconocer asi peor para ellos «no hay más ciego que el que no quiere ver»….Realmente es muy alentador saber que cada vez que miro hacia ahi arriba cuando salgo de trabajar por la noche me imagino centenares de miles de mundos orbitando esas miriadas de estrellas y algunos de ellos habitables tal vez con seres inteligentes como nosotros preguntandose lo mismo ¿Hay otros planetas parecido al nuestro?.
Querido Daniel.
Dices arriba:
«…podemos estar seguros es que vivimos en una época maravillosa. El día en el que confirmaremos por primera vez la existencia de un planeta similar a la Tierra está cada vez más cerca.»
Me gusta la idea de que haya planetas similares a la tierra, pero jamás me gustará la idea de que haya 4.5 millones de desempleados en nuestro país y mil millones de personas pasando necesidad o hambre en nuestro “planeta azul”.
Querido Daniel.
Alabo tu gusto y tu entusiasmo pero tal como funcionan las cosas…
¿Para qué vamos a salir ahí fuera?
Amo la palabra exploración y la palabra ciencia…incluso la palabra astrofísica (tu seguro que me superas)…
¿De qué sirve que exploremos los seres de un mundo que esta básicamente poblado por personas incongruentes y ególatras que solo ven su ombligo o su interes?
¿Por qué no exploramos todos?
(y eso incluye a los pobres y desgraciados)
Es un buen momento para ti y tu afán científico, de acuerdo, pero no es un buen momento para los pobres. Y los pobres forman parte de nuestra estúpida civilización. Los pobres van en aumento…
¿Vivimos en una época maravillosa?
¿Para quién?
¿Qué hacemos con los pobres que crecen en número?
¿Por qué hay que vedarles la posibilidad de conocer y explorar?
Por cierto, como siempre, buen artículo.
Un abrazo.
@Constantino Carenado
Uhhhh! hay tanto para discutir en el tema de la pobreza, su origen, solución y la responsabilidad y obligación que ellos mismos también tienen. Por otro lado, es totalmente incorrecto de hablar de esta en general, cuando varia enormemente de un lugar a otro. Y creo que decir que va en aumento es discutible, porque depende de país en país (claro, en España si).
Así que en resumen, hablar de un tema tan complejo (en el lugar que no corresponde)de forma tan simplista, es casi absurdo e irrelevante. Ahora bien, si es para llamar la atención, muy bien.
Daniel, muchísimas gracias por leer esos papers y hacer este magnífico artículo detallando sus conclusiones. Me encanta la época en la que estamos viviendo 🙂
@Raúl: Tu razonamiento es correcto 😉
Un saludo!
Constantino, me parece que sus acotaciones, con las cuales por otra parte no concuerdo, están fuera de lugar. Quizás para un blog sobre economía. Saludos, Leandro, de Argentina
@Constantino Carenado:
Tus respuestas serían largas de responder, pero si quieres puedes leer dos entradas de mi blog en las que hablé del tema. La primera trata sobre los beneficios que trae a toda la humanidad la exploración espacial. La segunda es la primera parte de un relato muy relacionado con el tema que trata la entrada, y qué podría ocurrir si se dan ciertos hallazgos en el estudio de los exoplanetas. Léelas sólo si quieres, reconozco que la segunda es un poco larga, pero no tengo tiempo ahora mismo para elaborar una respuesta en este comentario 😉
Saludos!
@DarkSapiens
Muchísimas gracias por tu respuesta. Interesante 😉
Raúl, de Argentina
@Constantino lo mismo puedes decir del armamento, el arte, el deporte, el cine, los bares, las vacaciones y muchísimas cosas mas que seguro que en alguna de ellas gastas tu dinero (ganado con mucho esfuerzo). Pero la investigación científica, en el campo que sea, es beneficiosa como poco a largo plazo. Hay que luchar contra la pobreza, pero también tenemos que explorar y sentir pasiones por que somos humanos. Es una mala época para la mayoría y seguro que Daniel ha tenido sus buenos recortes, pero déjanos soñar y entusiasmarnos que es de lo poco que nos queda.
Gracias a todos por los cometarios.
@Etxazpi: sí, pero ten en cuenta que el descubrimiento será gradual. No habrá un día en el que se anuncie inequivocamente la existencia de un planeta similar a la Tierra. O mejor dicho, lo habrá, pero una vez anunciado, existirán incertidumbres sobre su órbita, su masa y su tamaño (mira lo que le ha pasado a Gliese 581 g). Incertidumbres que sólo podrán ser resueltas con el paso de los años. Es decir, la época de los descubrimientos planetarios es ahora y la estamos viviendo. No habrá un «Día D» definido, sino una sucesión de pequeños momentos claves. El anuncio de la semana pasada es uno de ellos.
@Orlando: exactamente. Además, dejando a un lado los candidatos similares a la Tierra, los datos de Kepler son toda una mina en lo referente al estudio de los procesos de formación planetaria. De entrada ya sabemos que los planetas muy muy cercanos a sus estrellas son poco frecuentes y que los neptunos son muy abundantes, como predecían muchos modelos (no hay que olvidar el sesgo experimental a favor de los planetas más masivos y cercanos).
@Raúl: gracias. Como ya te ha dicho @Darkspaiens, sí, nos estamos perdiendo muchos planetas al observar sólo mediante el método del tránsito, pero es que hay que tener en cuenta que el objetivo de Kepler no es realizar un estudio sistemático de la zona, sino estudiar estadísticamente la distribución de los planetas y sus características en estrellas más o menos similares al Sol.
Un saludo.
@Darksapiens: gracias a ti 😉
@Constantino: hombre, hacía tiempo que no te leía por aquí. Bienvenido de vuelta. Creo que esta discusión ya la tuvimos en su momento, así que no me voy a repetir. Sólo añadiré un par de puntos. Obviamente, todas las épocas tienen sus luces y sombras. No digo que nuestra sociedad sea perfecta. Estamos viviendo una época maravillosa en términos de investigación planetaria, esto es un hecho objetivo. La Grecia Clásica fue una época de esplendor y sin embargo sufría la esclavitud o la discrminación hacia la mujer, por ejemplo. Creo que a buen entendedor… Además, mo sé qué relación existe entre la pobreza y la exploración del espacio. Plantear el debate en esos términos es una falsa dicotomía. Primero, porque el dinero destinado a la exploración espacial es ridículo en términos munidales. Segundo, porque si no se gastase ese dinero en el espacio, ten por seguro que no se iba a destinar a la beneficencia.
La solución a la pobreza en el mundo no pasa por destinar menos dinero en investigación (aún), sino MÁS. Además, el problema es de índole política, no de falta de liquidez. Cuando ha hecho falta rescatar nuestro sistema económico neoliberal con fondos públicos (¡comunismo!¡anatema!) el dinero no ha sido un problema. Si los pobres tuviesen tanta influencia como Botín, ten por seguro que no existiría pobreza extrema en el mundo.
Un saludo.
que hay de cierto al supuesto que 2 sensores de kepler han dejado de captar?
afecta mucho ?
Pues por lo que sé, los problemas que ha experimentado la misión no son nada raves, pero se necesitará más tiempo para analizar los datos.
Saludos.
Tienes razón Daniel, todo es un proceso gradual que nos llevará, esperemos, a descubrir otros mundos habitables, habitados e incluso con vida inteligente. Pero en todo ese proceso en el cual los anteriores pasos llevan a los siguientes a mi me parece que el acontecimiento clave es el encontrar vida fuera de la Tierra.
a/a Daniel
Sé que hemos hablado alguna vez de estos asuntos. Pero , dada la situación en los últimos tiempos, la cosa está peor que antes de mi anterior comentario.
No me he explicado bien, según deduzco por los comentarios posteriores de las personas que participan en este entorno tuyo.
Estoy deacuerdo con la exploración espacial.
«»Me encanta la ciencia ficción y la ciencia (evidentemente la astrofísica). El mismo Daniel me ayudó en unos cálculos en uno de mis últimos relatos. Gracias de nuevo.
¡Si a la exploración!»»
La cuestión es (para mí):
¿Es realmente una época maravillosa?
En historia me dijeron que Grecia fue una cultura maravillosa…
Nunca lo creí.
Grecia fue una cultura que destacaba en aquel momento histórico. Una minoría podía decidarse a pensar pero era una minoría AFORTUNADA. Los demás eran «ceros a la izquierda».
Evidentemente, para mí, Grecia no fue una cultura maravillosa si no una gran cultura o una cultura afortunada.
¿Cuanto potencial humano se pierde con el hambre y la marginación?
Que ese potencial humano no esté disponible para la ciencia ,y otras tareas creativas o constructivas ,ralentiza nuestra evolución hacia el espacio. Estoy seguro. Ralentiza nuestra evolución hacia el océano cósmico.
También he de reconocer, querido Daniel, que me he quedado parado otra vez y me duele en el alma mi situación y la de muchos. Cuando leí «maravillosa» me «sulfuré».
Para dejarte tranquilo estoy completamente deacuerdo en tu frase:
«…si no se gastase ese dinero en el espacio, ten por seguro que no se iba a destinar a la beneficencia.»
Completamente deacuerdo.
Gracias por tu tiempo y me alegra que seas feliz con noticias como esta.
Yo me siento decepcionado con mi mundo, pero siempre alabaré tu gusto por la astrofísica y su divulgación emocional y congruente. Suerte
A/a anónimo
No considero que el comentario esté fuera de lugar. Considero que NO es un momento maravilloso para muchas personas.
¿Sabe usted la cantidad de personas con capacidad de crear que se pierden en la miseria y en la pobreza?
¿Sabe usted la cantidad de almas científicas que se Pierden en nuestro injusto mundo?
Mi secuencia de preguntas estaba amparada en la frase de Daniel:
«…podemos estar seguros es que vivimos en una época maravillosa.”
(Aunque Daniel se refiera a la Astrofísica ; yo voy más allá)
De todas formas debe ser Daniel el que determine si ha lugar ,o no ha lugar, a este tipo de comentarios, digamos, emocionales.
Un saludo.
A/a Anónimo que piensa que quiero llamar la atención.
No señor mío, solo pretendo ofrecer mi idea sobre un “momento maravilloso”. La libertad de expresión es así.
Mil millones de personas pasando hambre y necesidad debe ser una preocupación para científicos y no científicos.
¡Son millones de almas perdidas!
¡Miles de almas perdidas para la ciencia!
Un saludo.