¡La búsqueda ha comenzado! ¿Hay otra Tierra ahí fuera?

¡La búsqueda de ET está en marcha! Definitivamente está en marcha. Con el exitoso lanzamiento del Telescopio James Webb, la búsqueda de planetas similares a la Tierra se ha convertido en un tema fascinante de atención mundial. Además del Telescopio James Webb, se están utilizando otras herramientas para encontrar buenos candidatos “similares a la Tierra”. El satélite TESS y el telescopio Kepler están a la vanguardia de la búsqueda de otras Tierras. Después de despejar el aire de algunas preguntas filosóficas molestas, analizaremos de cerca estas dos búsquedas, y lo que el Telescopio James Webb espera encontrar. Entonces, ¿por qué estamos buscando planetas similares a la Tierra? ¡Porque podemos!

Los increíbles avances en la tecnología de telescopios terrestres han permitido observaciones ultraprecisas de la luz de las estrellas, lo que condujo al primer descubrimiento de exoplanetas. A medida que los planetas giran alrededor de las estrellas, existe una interacción gravitacional entre el planeta y la estrella: se atraen entre sí. La atracción del planeta sobre la estrella hará que la luz de la estrella se “tambalee” de un lado a otro muy levemente a medida que el planeta o los planetas orbitan alrededor de la estrella. Siempre ha sido así, pero nunca se pudo detectar el bamboleo de la luz de las estrellas, porque la luz de las estrellas siempre “parpadea”.

La óptica adaptativa dentro de los telescopios es el avance tecnológico que permitió a los astrónomos encontrar exoplanetas, eliminando el “centelleo” de la luz de las estrellas. Los resortes mecánicos en la parte inferior de los espejos del telescopio los doblan muy levemente para neutralizar la distorsión o el centelleo, causado por la luz de las estrellas que pasa a través de la atmósfera de la Tierra. Sin el brillo de la luz de las estrellas, se puede observar el ligero bamboleo causado por los planetas que atraen gravitacionalmente a las estrellas: cuanto mayor es el bamboleo, mayor es la cantidad de planetas. Se llama el método “astrométrico” de detección de exoplanetas. Se infirió que sistemas estelares completos y literalmente miles de exoplanetas existen alrededor de estrellas cercanas al analizar los patrones tambaleantes de la luz. Pero los planetas mismos no se podían ver.

De repente, nuestro sistema solar ya no era único. ¡Los astrónomos quedaron sorprendidos con la conclusión ineludible de que probablemente todas las estrellas tenían planetas! Se hizo imposible no hacer la pregunta: ¿la Tierra es única o hay otras “Tierras”? De todos modos ¿cuál es el problema de encontrar planetas similares a la Tierra? Teniendo en cuenta todos los recursos financieros que los países desarrollados se están gastando en encontrar planetas similares a la Tierra, se puede decir sin duda que es definitivamente un gran problema. Incluyendo el Telescopio James Webb, que costó 10 mil millones de dólares, el Telescopio espacial Kepler, que costó 550 millones de dólares, y el satélite TESS, que costó 200 millones de dólares, la inversión para encontrar planetas similares a la Tierra es ciertamente ¡una gran inversión!

Si tienes en cuenta que estos costos son solo para el hardware y para obtener un boceto de la magnitud total de “La búsqueda”, también se debe incluir los salarios de un equipo de mineros de datos, doctores y estudiantes de posgrado de universidades de todo el mundo, agencias espaciales e instituciones privadas. Concluiremos que encontrar otra Tierra es verdaderamente un proyecto inmenso. ¿Y si encontramos una? Entonces, la Tierra ya no está sola. No es que podamos ir a alguno de estos planetas a corto plazo. El viaje interestelar requiere avances en física y tecnología y, bueno, todavía no hemos llegado allí. Pero saber que hay planetas en la Vía Láctea que son como la Tierra en todos los aspectos esenciales, como el agua líquida, el oxígeno y la habitabilidad, hará que el espacio sea menos aterrador, más acogedor y más emocionante para estudiar y explorar. También puede hacernos sentir más orgullosos de nuestro planeta de origen y hacernos mejores “terrícolas”.

La misión triple que busca otras Tierras, el telescopio Kepler, el satélite TESS y el telescopio James Webb utilizan enfoques distintos para encontrar exoplanetas. Y el acrónimo “TESS” nos dice cuál es ese método. De su nombre en inglés, la “T” significa “Transiting” (o en tránsito), y esa es la clave de toda la búsqueda de exoplanetas. “E” significa, lo adivinaste, “Exoplanets” (o exoplanetas), el objetivo de esta investigación. “S” significa “Survey” (o sondeo), porque TESS observa cientos de miles de estrellas cercanas. Y la “S” significa “Satellite” (satélite en español) porque TESS está orbitando la Tierra, a diferencia del Telescopio Espacial James Webb, ¡que orbitará el Sol! Cuando un planeta pasa frente a una estrella, eso se llama “tránsito”. El planeta bloqueará parte de la luz proveniente de la estrella. Esta disminución, u oscurecimiento, de la estrella puede medirse.

La atenuación de la luz de las estrellas dice muchas cosas sobre el planeta. Al saber qué tan brillante es la estrella y cuánto se atenuó la luz por una transición frente a la estrella, podemos decir qué tan grande es el planeta o qué tan cerca está. Pero no sabremos cuál, si es grande o está cerca, hasta que también se cronometre la órbita del planeta. ¡Significa que nuestro satélite TESS debe tomar videos de larga duración de las estrellas! Videos de las estrellas. ¡A Hollywood le debería gustar eso! El satélite TESS no tiene telescopio. Utiliza cuatro cámaras CCD para transmitir videos en vivo de larga duración de tantas estrellas como sea posible: cientos de miles de estrellas. ¿Por qué tantas? Porque para que se observe el tránsito de un planeta, debe pasar directamente entre las cámaras del satélite TESS y la estrella. Si un planeta no está en el ángulo exacto de la línea de visión entre la estrella y la cámara de TESS, no se puede ver porque no cortará la luz de la estrella.

Los tránsitos planetarios son raros. Por ejemplo, Venus pasa a través de la vista de la Tierra al Sol solo cada doscientos años. Sin embargo, las cámaras de TESS ve muchos tránsitos planetarios entre los cientos de miles de estrellas de las que transmite videos de larga duración, y ya sabes lo que eso significa. Significa que debe haber cientos o miles de veces más planetas que los observados por el método de tránsito. Es, por tanto, una conclusión ineludible que toda estrella tiene planetas. ¡Los planetas están en todas partes! Y ahora — ¡ta-chán! — el Telescopio Espacial James Webb, con su espejo gigante de 6,5 metros de ancho, está entrando en la búsqueda. Es una maravilla tecnológica, una Maravilla del Mundo Moderno, un milagro de ingeniería avanzada. La expectativa está llegando a un punto álgido. Pero con mayor expectativa viene una cantidad casi igual de temor.

Y algunas cosas aún pueden salir mal antes de que el telescopio espacial James Webb envíe sus primeras imágenes. Después del lanzamiento del telescopio espacial Hubble, por ejemplo, en 1990, se tuvo que lanzar una misión de reparación en 1993. El espejo del Hubble no se inspeccionó muy bien y sus imágenes eran muy borrosas. Los astronautas tuvieron que subir y ejecutar una espectacular caminata espacial para arreglar el espejo. Después de la corrección, las imágenes que envió el Hubble fueron más precisas de para lo que fue diseñado. Así apareció un modelo mejorado. Eso no puede suceder con el Telescopio James Webb. El telescopio espacial Hubble orbita la Tierra y es accesible para los astronautas. El Telescopio Espacial James Webb orbita alrededor del Sol y está mucho más allá de la Luna, fuera del alcance de los astronautas porque no hay una nave espacial equipada para llevarlos allí. No se puede arreglar manualmente si algo sale mal.

Además de los desafíos, el telescopio espacial James Webb tiene solo una cámara a bordo para inspeccionar cualquier daño que pueda sufrir o fallas mecánicas que puedan desarrollarse en el duro entorno del espacio interplanetario. Cualquier arreglo remoto deberá hacerse a ciegas desde la Tierra. El telescopio espacial James Webb ahora está completamente desplegado. Los 18 segmentos del espejo deberán estar alineados para producir una sola imagen. Este proceso de importancia crítica tardará varios meses en completarse una vez que el telescopio esté completamente desplegado. Setenta de las primeras 286 asignaciones de observación del telescopio apuntan a exoplanetas. Usando datos de búsquedas anteriores de exoplanetas, no tendrá que perder tiempo buscando exoplanetas. Sus ubicaciones y órbitas ya se conocen. ¡El telescopio James Webb irá justo detrás de ellos!

El Telescopio Espacial James Webb no es un telescopio óptico en el mismo sentido que el Telescopio Espacial Hubble o cualquier telescopio común que vea luz visible. Ve luz infrarroja. Se espera que las imágenes de los planetas sean puntos brillantes, algo borrosas si tienen atmósferas. Los espectros de los planetas proporcionarán la mayor cantidad de información sobre el exoplaneta. Cualquier gas alrededor de un exoplaneta absorberá parte de la luz de las estrellas a medida que la luz atraviesa la atmósfera del planeta. Supongamos que hay metano en la atmósfera del planeta, oxígeno o dióxido de carbono; los gases que más indican vida. En ese caso, el telescopio James Webb podrá captarlos mediante análisis espectroscópico. Se puede formar un retrato completo del exoplaneta a partir de la información infrarroja: sus rangos de temperatura, contenido atmosférico, la probabilidad de agua líquida e incluso la probabilidad de vida. Y eso sería un gran resultado

El telescopio espacial James Webb también tiene otras misiones que realizar. Está asignado para examinar la formación de estrellas y la formación de planetas en nebulosas en la Vía Láctea. Comprender cómo se forman los sistemas solares es parte de la búsqueda de otra Tierra. Al detectar la luz infrarroja, el telescopio espacial James Webb observará las galaxias más lejanas, galaxias cuya luz visible queda bloqueada por el polvo y el gas. Estas galaxias distantes se formaron poco después del Big Bang. La formación de galaxias es una misión esencial para el telescopio James Webb. Estas galaxias más distantes se están acelerando tan rápido que la luz que emiten se extiende por debajo de la frecuencia del espectro visible, hacia el infrarrojo. El Gran Telescopio puede ver estas galaxias previamente invisibles. Esperamos aprender sobre la misteriosa Energía Oscura que está causando que el Universo se expanda a una velocidad cada vez mayor. Hay muchas esperanzas de que el Telescopio Espacial James Webb amplíe significativamente nuestro conocimiento de este increíble Universo en el que todos vivimos.