Los planetas del tamaño de la Tierra son comunes en la galaxia

Artículo publicado por Robert Sanders el 8 de enero de 2013 en UC Berkeley

Un análisis de los tres primeros años de datos de la misión Kepler de la NASA, que ya ha descubierto miles de potenciales exoplanetas, contiene buenas noticias para los que buscan mundos habitables más allá de nuestro Sistema Solar.

Demuestra que, el 17 por ciento de todas las estrellas similares al Sol, tienen planetas de una o dos veces el diámetro de la Tierra orbitando cerca de su estrella anfitriona, de acuerdo con un equipo de astrónomos de la Universidad de California en Berkeley, y la Universidad de Hawái en Manoa.

Exoplaneta

Exoplaneta


Esta estimación incluye planetas que orbitan a sus estrellas a una distancia de un cuarto del radio orbital terrestre – muy por debajo de la órbita de Mercurio – que es el límite actual de la capacidad de detección de Kepler. Más pruebas sugieren que la fracción de estrellas que tienen planetas del tamaño de la Tierra, o ligeramente mayores, orbitando a distancias similares a la de la Tierra, puede alcanzar el 50 por ciento.

El equipo – el estudiante graduado en la UC Berkeley Erik Petigura, el antiguo becario de posdoctorado en la UC Berkeley Andrew Howard, ahora en la plantilla del Instituto para Astronomía de la Universidad de Hawái, y el profesor de astronomía en la UC Berkeley, Geoff Marcy – informaron de sus hallazgos en la sesión dedicada a Kepler el pasado 8 de enero, durante la reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Long Beach, California.

“Nuestro resultado principal es que la frecuencia de planetas aumenta conforme disminuyes de tamaño, pero no aumenta hasta los planetas del tamaño de la Tierra – permanece constante por debajo del doble del diámetro de la Tierra”, comenta Howard.

Francois Fressin del Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica presentó unos resultados casi idénticos el día anterior en la reunión, informando de que una de cada seis estrellas, o al menos 17 000 millones de estrellas en la Vía Láctea, tienen un planeta del tamaño de la Tierra en una órbita similar a la de Mercurio.

Los planetas de una o dos veces el tamaño de la Tierra no son necesariamente habitables. Las concienzudas observaciones del equipo de Petigura demuestran que planetas con dos o tres veces el diámetro de la Tierra son normalmente como Urano o Neptuno, que tienen un núcleo rocoso rodeado por gases de hidrógeno y helio y, tal vez, agua. Los planetas más cercanos a la estrella pueden incluso ser mundos acuosos – planetas con océanos de kilómetros de profundidad por encima de un núcleo rocoso.

No obstante, los planetas de entre una y dos veces el diámetro de la Tierra, pueden ser rocosos y, si se sitúan en la zona de habitabilidad – no demasiado caliente, ni demasiado fría, sino a la temperatura adecuada para el agua líquida – podrían dar soporte a la vida.

“Un objetivo de Kepler es responder a una pregunta que nos hemos hecho desde la época de Aristóteles: ¿qué fracción de estrellas como el Sol tienen un planeta similar a la Tierra?”, señala Howard. “Aún no la hemos contestado, pero Kepler ha encontrado suficientes planetas como para que podamos realizar estimaciones estadísticas”.

Las estimaciones se basan en una mejor comprensión del porcentaje de planetas de planetas mayores que el tamaño de la Tierra que Kepler pasa por alto debido a las incertidumbres en la detección, lo cual, según las estimaciones del equipo, debe ser de uno entre cuatro, o un 25 por ciento.

Buscando planetas del tamaño de la Tierra en órbitas terrestres

Para encontrar planetas, el telescopio Kepler capta repetidas imágenes de 150 000 estrellas en una región del cielo en la constelación de Cygnus. Los datos se analizan mediante software de ordenador – la “tubería” – en busca de estrellas que atenúen su brillo brevemente como resultado de un planeta que pase frente a ellas, lo que se conoce como tránsito. Para planetas del tamaño de Júpiter, la estrella puede atenuarse un 1 por ciento, una parte entre 100, lo que es fácilmente detectable. Para planetas tan pequeños como la Tierra, sin embargo, la atenuación de la estrella es de una parte entre 10 000, y es fácil que se pierda entre el ruido, apunta Petigura.

Petigura pasó dos años diseñando un software, conocido como TERRA, acrónimo de Transiting Exoearth Robust Reduction Algorithm (Algoritmo Robusto de Reducción de Tránsitos de Exotierras), que es muy similar a la tubería de Kepler. El equipo de la UC Berkeley/Hawái proporcionó a TERRA planetas simulados para poner a prueba la eficiencia del software para detectar planetas del tamaño de la Tierra.

“Puede parecer una locura pasar dos años rehaciendo lo que el equipo de Kepler ya ha hecho, pero la pregunta que nos hacemos: ¿cuántos planetas del tamaño de la Tierra estamos pasando por alto? – es tan importante que queríamos hacerlo de forma independiente para una validación cruzada”, señala.

“Erik es realmente brillante”, dice Marcy, que fue el director de investigación de Petigura cuando era estudiante en la UC Berkeley. “Él solo ha escrito un software de análisis de datos partiendo de cero, inspirándose en la experiencia del equipo Kepler de la NASA y su tubería. Cuanta más gente trabaje en esto, y más análisis independientes haya, mejor”.

Tras medir cuidadosamente la fracción de planetas que TERRA pasó por alto, el equipo corrigió este problema y llevó a cabo un análisis detallado de 12 de los 13 cuartos de observaciones de Kepler disponibles libremente en Internet. Identificaron 129 planetas similares a la Tierra, variando en tamaño de casi seis veces el diámetro de la Tierra, al diámetro de Marte. 37 de estos planetas no fueron identificados en los informes iniciales de Kepler.

El análisis confirmó que la frecuencia de planetas aumenta conforme disminuye el tamaño, algo de lo que Howard y el equipo de Kepler informaron el año pasado. Tal vez el 1 por ciento de estrellas tienen planetas del tamaño de Júpiter, mientras que un 10 por ciento tienen planetas del tamaño de Neptuno. Marcy comparó esto con las rocas de una playa – los bloques grandes son raros, las piedras son más comunes, los guijarros, extremadamente abundantes.

Al contrario que en la playa, donde los granos de arena y las motas son abundantes, el equipo de Petigura estima que la abundancia de planetas deja de aumentar, aproximadamente, en el doble del diámetro de la Tierra, y se mantiene constante hasta el tamaño de la Tierra, el límite de su análisis. Esto corrige la idea del anterior artículo de Howard, sobre que la frecuencia de los planetas del tamaño de la Tierra decrece por debajo del doble del diámetro de la Tierra.

“Hace un año, Kepler había encontado apenas unos pocos planetas menores que el diámetro de la Tierra, mucho menos de lo que se esperaría si se extrapolase hacia abajo la abundancia de planetas mayores”, comenta Petigura. El recuento de planetas que ha pasado por alto Kepler aún indica que las “Tierras grandes” son un tercio de la abundancia esperada si la tendencia al alza siguiese por debajo del doble del diámetro de la Tierra.

Howard apunta, sin embargo, que si el 17 por ciento de todas las estrellas tienen planetas del tamaño de la Tierra dentro de una órbita como la de Mercurio, “¿dónde se encuentran en nuestro Sistema Solar? Tal vez es una anomalía en comparación con la gran variedad de estrellas”.

El trabajo de Petigura estuvo patrocinado por una beca para estudiantes graduados de la Fundación Nacional de Ciencia.


Autor: Robert Sanders
Fecha Original: 8 de enero de 2013
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Comments (8)

  1. ¡Hola, amigos!

    Lo bueno de todo esto es, que todo es igual en todas partes: Nebulosas, estrellas, sistemas planetarios y… ¡Vida! Todo eso está repartido por las galaxias del Cosmos y, es inevitable que, muchos planetas como la Tierra estén pululando por ahí fuera llenos de vida.

    Los icebergs, esas enormes montañas de hielo desgajado que flotan en el mar y que se hicieron famosas por causar el hundimiento del Titanic, ya no son patrimonio exclusivo de la Tierra. Gracias a la nave espacial Galileo, desde 1997 sabemos que también existen en Europa, uno de los cuatro satélites principales de Júpiter, que con sus 3.138 Km de diámetro tiene un tamaño muy similar al de la Luna.

    Si exceptuamos Marte, puede que no exista ningún otro lugar próximo a la Tierra sobre el que la ciencia tenga depositadas tantas esperanzas de que pueda haber formas de vida, con el aliciente de que en esta luna joviana ha ocurrido un proceso opuesto al del planeta rojo merced a su exploración.

    Mientras que los ingenios espaciales enviados por el hombre revelaron que la naturaleza marciana es mucho más hostil para la vida de lo que insinuaban los telescopios de Schiaparelli, Lowell y Pickering, las sondas Voyager y Galileo han encontrado en Europa el mejor candidato del Sistema solar para albergar la vida extraterrestre (sin olvidar Encelado y Titán).

    De la misma manera que pudimos descubrir todo eso, ahora estamos también, descubriendo que, planetas como la Tierra hay muchos en el Universo que, cuajado de bellas galaxias, disponen de cientos de miles de millones de estrellas que, como el Sol, también están acompañadas de una cohorte de planetas y, de entre ellos, algunos serán similares a la Tierra.

    Simplemte se trata de que las técnicas avancen, los sistemas mejoren y la Física y la Ingenieria computacional nos posibilite nuevas formas de poder detectar, esas “agujas en el pajar” que resultan ser los planetas como el nuestro, para ser detectados en tan inmensas distancias.

    Saludos.

  2. reneco

    Las estadísticas de planetas que se puedan extrapolar de las observaciones del Kepler son demasiado pobres como para tomarlas en serio, en cuanto a la vida fuera del sistema solar no me preocupa su existencia (doy por hecho de que existe) lo que me preocupa es que si la relatividad de Einstein es universal y no hay mas allá de lo que sabemos de ella entonces seguiremos estando solos en el universo porque nunca alcanzaremos esa vida por las enormes distancias y tiempo necesarios para esos viajes

  3. pepito

    El unico planeta del sistema solar comodo para los humanos es marte. Todos los demas tienen una gravedad demasiado baja (venus, urano y neptuno, que tienen una gravedad similar son inhabitables).

    • Dr. Solo without cabronita

      Yo diría que el más “cómodo” es la Tierra xD.

      Y, no. Marte es un planeta peligroso. Primero, no tiene campo magnético ni atmósfera que proteja mínimamente (que además, molesta). El polvo de la superficie no será tan peligroso como el lunar, que al no haber aire no está “pulido” (polvos similares en la Tierra provocaron en mineros cánceres en meses y EPOCs en semanas), a cambio, la superficie es tan salvajemente oxidante que seguro que si ponemos la mano desnuda en el suelo tenemos una bonita quemadura (sin contar la que produce el hecho de que está a una temperatura glacial). La gravedad es también peligrosa: es muy fácil darse una hostia.

      Hay un planeta mucho mejor y más próximo: Venus. La gravedad es casi idéntica (un 90%), y si conseguimos estar a 50 km de altura (con globos aerostáticos), la temperatura y presión son incluso similares. La densa atmósfera protege bastante de la radiación solar, la cosa es cómo bajar sólo hasta esa altura y pasar a la plataforma aerostática xD. En Bespin parecía muy fácil.

      • pepito

        Pues yo me quedo con marte, que tiene problemas pero son resolubles. Tiene una superficie sólida y una gravedad de 0.376 g, no es demasiado caliente ni demasiado frio (para la tecnología de la que disponemos). Lo digo porque lo más difícil de replicar artificialmente es la gravedad, la única forma alternativa a la gravedad natural es una centrifugadora (o pasarte el día haciendo ejercicios), pero ya que estamos en un planeta y no el espacio… También hay infinidad de lunas habitables en el sistema solar (las de jupiter, saturno, urano y neptuno), pero tienen el problema de que la gravedad es demasiado baja (la luna tiene 0.165 g y ganímedes 0.146 g). En marte por lo menos puedes andar por la superficie aunque sea con una traje espacial.

        • Dr. Solo Honoris Pausa from Wookie University

          Bueno, como muy bien dices, en traje espacial puedes andar por donde te dé la gana, con tal de pisar algo sólido, eso está claro. Tengo que seguir discrepando (ais), por Marte es mucho más hostil de lo que se está vendiendo, e incluso es más fácil ir a Venus, de hecho, la primera misión que se diseñó en serio, sobre el papel y con estudios previos, fue a Venus, no a Marte (era un sobrevuelo), y se realizaría con tecnología del proyecto Apolo.

          Entre las desventajas de Marte, me he comido el asuntillo de que la probabilidad de impacto meteorítico es más alta que en cualquier otro entorno conocido. Respecto a la temperatura, la temperatura media marciana es de 65 grados Celsius bajo cero, lo que convierte a las bases de la Antártida en un campamento estival, y con temperaturas invernales supertropicales de hasta menos 100 y menos aún. Que el terreno sea tóxico, no me he explicado bien: no es ya que el polvo marciano tenga con bastante probabilidad propiedades agresivas para las vías respiratorias, es que los compuestos químicos normales del suelo producen directamente quemaduras graves en la piel y ni te cuento en las mucosas, así que eso de pasearse con una mascarilla, lo dejamos para Jólibuz. La energía solar es magra (al revés de Venus, donde la atmósfera refleja tanta luz que un panel solar funciona prácticamente igual vuelto hacia el Sol que vuelto hacia Venus), y la prueba definitiva la tendremos cuando veamos cómo están de corroídas las Viking o sondas anteriores que aterrizaron/se estamparon contra el planeta.

          El tiempo de vuelo a Venus y retorno es inferior, e incluso una base aerostática flotaría con muchísima más facilidad que en la atmósfera terrestre (el CO2 tiene una masa molar un 50% superior a la mezcla N2/O2), de hecho, se pueden usar aerostatos con gas hidrógeno que no existe el menor peligro de explosión porque no hay gota de oxígeno suelto en la atmósfera. En Venus *sí* que podrías estar con una mascarilla simplemente, aunque no mucho tiempo (por aquello de las trazas de sulfúrico a 50 km de altura).

          El problema es que estar a 50 km de altura sobre el suelo no sirve de mucho. No es factible tender cables de 50 km hasta el suelo para recoger muestras, y seguimos teniendo el problema de bajar y subir. Bajar es relativamente fácil, frenado atmosférico y luego hinchar un globo, pero volver a órbita es más complicado.

          • Apodemus

            Dices que en Venus podrías estar con una “mascarilla simplemente”; y de paso disfrutar de sus cálidas temperaturas:cerca de 500ºCelsius en su superficie:Delicioso panorama.

            • Dr. Dawkins

              Sí, a una altitud de 50 km, COMO HE DICHO, en su atmósfera, la presión es virtualmente idéntica a la terrestre y la temperatura fluctua alrededor de 300 K. Es el entorno más parecido a la Tierra que existe en todo el sistema solar.

              Y dada la densidad brutal de la atmósfera venusiana, flotar en ella es mucho más sencillo que en la terrestre. Un globo aerostático necesita un 33% menos de volumen para sostener el mismo peso.

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