¿Estamos solos en el Universo?

A principios de los años 90, un joven estudiante de doctorado (Didier Queloz) y su director de tesis (Michael Mayor) trabajaban en el Observatorio de Ginebra (Suiza) en un tema que, en aquel momento, no era tomado muy en serio: buscaban planetas en otras estrellas. Fue en 1995 cuando anunciaron el descubrimiento de 51-Pegasi-b; un planeta del tamaño de Júpiter orbitando la estrella 51-Pegasi, a 50 años luz de la Tierra (el Sol se encuentra a 8 minutos luz). El primer planeta descubierto fuera del Sistema Solar.

Gracias a este descubrimiento ganaron el premio Nobel de Física en 2019 y supuso el nacimiento de un campo de investigación que ha transformado la astrofísica para siempre: los Exoplanetas. Con miles de científicos en todo el mundo trabajando en él y con miles de millones de euros de inversión en tecnología y desarrollo instrumental. Pero, ¿a qué se debe este despliegue de medios, esfuerzos e inversión?

Pues se debe a que tenemos mucha suerte, porque estamos viviendo en una era en donde podremos responder a una de las grandes preguntas de la humanidad: ¿estamos solos en el Universo?. Y es que no sabemos nada de la vida en el Universo. Sabemos que la vida en la Tierra aflora por todas partes, por cada resquicio, incluso en las condiciones más adversas, la vida encuentra la forma de abrirse paso. Pero, hasta donde sabemos, eso solo ocurre en la Tierra. No sabemos si nuestro planeta es una rareza, una anomalía cósmica, o si por el contrario, la vida no es una casualidad sino una consecuencia, y ésta, siempre que puede, aparece. 

Y es que, ¿quién no ha fantaseado alguna vez, mirando un cielo repleto de estrellas, con mundos lejanos habitados por otras formas de vida? ¿A quién no se le ha cortado el aliento al contemplar miles de estrellas brillando sobre sus ojos? Esa fantasía, esa sensación, lleva en la humanidad desde siempre, y ahora estamos a las puertas de poder hacer ese descubrimiento. Con la nueva generación de telescopios e instrumentos, se empezará en la década 2025-2035 a explorar las atmósferas de planetas tipo Tierra y súper-Tierras en busca de señales de origen biológico, las llamadas bioseñales. Los planetas tipo Tierra son los que tienen una masa y tamaño similares a nuestro planeta, entre 0.9 y 1.2 veces su tamaño, mientras que las super-Tierras son algo mayores, entre 1.3-2.0. Del total de 4900 planetas descubiertos a día de escribir estas líneas, unos 1700 pertenecen a ésta categoría.   

Pues bien, en esta línea trabajamos el equipo EXOTIC (por sus siglas en inglés: EXOplanets in Transit: Identification and Characterization; en español “Exoplanetas en tránsito: identificación y caracterización) de la unidad de investigación en Astrobiología de la Universidad de Lieja. Más en concreto, lideramos el proyecto SPECULOOS (Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars; en español “Búsqueda de planetas habitables eclipsantes de estrellas ultra frías”). Este proyecto cuenta con una red de 8 telescopios (6 telescopios de 1 metro y 2 de 60 centímetros) que observan tanto el hemisferio norte como el sur. Cada noche estos telescopios buscan indicios de planetas en estrellas cercanas, brillantes y frías (con temperaturas entre 3000 y 2300 K, en comparación el Sol está a unos 5700 K), características que favorecen la detección de bioseñales (si existen) en las atmósferas planetarias en los próximos años. Para ello monitoreamos el brillo de estas estrellas midiendo el flujo luminoso a la espera de lo que se conoce como “tránsito planetario”, es decir, que el planeta se ponga en la línea de visión entre nosotros (los observadores) y la estrella. Este tránsito, cuando el planeta es tipo Tierra, se traduce en una ligera disminución del brillo de la estrella de entre un 0.5 y 2.0 %, lo que es medible con nuestros telescopios.

Este proyecto es la continuación del proyecto TRAPPIST, que en 2016 encontró uno de los sistemas planetarios más fascinantes conocidos hasta la fecha: TRAPPIST-1. Este sistema cuenta con 7 planetas tipo Tierra, y al menos 3 de ellos en la zona habitable, donde los planetas podrían mantener agua líquida en su superficie, elemento clave en el desarrollo de la vida tal y como la conocemos. A día de hoy, es el sistema planetario más prometedor donde buscar bioseñales. De hecho, el largamente esperado telescopio espacial James Webb, que recientemente se ha puesto en órbita, invertirá gran parte de su tiempo de observación en explorar las atmósferas de estos planetas. 

Pero, ¿cómo de lejos estamos de poder decir, inequívocamente, que un planeta está habitado? Mucho me temo que esto puede ser más complejo de lo que pensamos. En primer lugar, la comunidad científica aún está definiendo que es una bioseñal. Y es que tenemos que estar muy seguros de que lo que pensamos que es una señal de origen biológico no puede ser producido por un mecanismo abiótico, es decir, un mecanismo que no requiera la presencia de ningún metabolismo. Esto mismo es lo que ha pasado con el hallazgo de la famosa fosfina en Venus. A pesar de haber sido considerada durante mucho tiempo como una bioseñal, después de su descubrimiento en el planeta vecino,  muchos científicos dudan ahora si su origen es biótico o abiótico (dejando al margen el debate del tratamiento de datos, que también generó acaloradas discusiones). La suerte es que Venus está ahí al lado, y podemos mandar sondas espaciales a estudiar más detalladamente el origen de esa señal. De hecho ya se ha empezado a trabajar en misiones conceptuales para este fin, como The Venus Life Finder Missions (Las misiones descubridoras de vida en Venus). Pero, ¿qué haremos cuando ocurra esto con un planeta que está a cientos de años luz? ¿Cómo vamos a poder estar seguros de qué es vida y lo que no? Como decía el genial Carl Sagan “descubrimientos extraordinarios requieren pruebas extraordinarias”, y aunque el camino será largo y complejo, ya lo estamos recorriendo. Estimaciones prudentes apuntan a que después de una o dos décadas de aprendizaje sobre señales en atmósferas de exoplanetas tipo Tierra, estaremos listos para poder determinar con confianza que un planeta está habitado, lo que nos situará en la década del 2040-2050. Es decir, los estudiantes de en torno a 15 años que hoy están en las aulas de los institutos de secundaria, serán los protagonistas de la búsqueda y posible detección de vida más allá del Sistema Solar por primera vez en la historia de la humanidad, algo que será recogido en los libros de historia para siempre y que tendrá enormes consecuencias a todas las escalas, tanto a nivel científico, como social, teológico, filosófico... Podremos entender, por fin, nuestro lugar en el Cosmos ... ¿Se podría elegir una época más interesante para vivir?     

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Este artículo nos lo manda Francisco José Pozuelos Romero. Francisco estudió ciencias físicas en la Universidad de Sevilla. En 2010 obtuvo una beca predoctoral que le permitió hacer el Máster en Físicas y Matemáticas en la Universidad de Granada y el doctorado en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), sobre evolución dinámica y producción de polvo de cuerpos menores del Sistema Solar. En 2015 disfrutó de una beca postdoctoral en el DLR-Berlín donde estudió la evolución dinámica de exoplanetas que se encuentran muy cerca de su estrella en el contexto de la misión espacial ESA-PLATO. Esta misión comenzará en 2028, y entre sus principales objetivos está el de encontrar planetas gemelos a la Tierra donde buscar vida. En 2017 obtuvo una beca postdoctoral Marie Curie Cofund en la Universidad de Lieja, donde está desde entonces. En este tiempo ha participado en diferentes proyectos de búsqueda de planetas habitables desde observatorios terrestres (TRAPPIST y SPECULOOS) y observatorios espaciales (NASA-TESS y ESA-CHEOPS). Recientemente ha obtenido una plaza de investigador permanente en el IAA-CSIC, en Granada, a la cual se incorporará el próximo Julio, donde continuará sus estudios sobre planetas terrestres habitables, usando técnicas de inteligencia artificial.