Aproximadamente la mitad de las estrellas similares al sol podrían albergar planetas rocosos y potencialmente habitables.

Esta ilustración muestra a Kepler-186f, el primer planeta validado del tamaño de la Tierra en orbitar una estrella distante en la zona habitable. Crédito: NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyle.

Desde que los astrónomos confirmaron la presencia de planetas más allá de nuestro Sistema Solar, llamados exoplanetas, la humanidad se ha preguntado cuántos podrían albergar vida. Ahora, estamos un paso más cerca de encontrar una respuesta. Según una nueva investigación que utiliza datos de la misión de caza de planetas retirada de la NASA, el telescopio espacial Kepler, aproximadamente la mitad de las estrellas de temperatura similar a nuestro Sol podrían tener un planeta rocoso capaz de soportar agua líquida en su superficie.

Nuestra galaxia contiene aproximadamente 300 millones de estos mundos potencialmente habitables, según los resultados de un estudio que se publicará en The Astronomical Journal. Algunos de estos exoplanetas podrían incluso ser nuestros vecinos interestelares, con cuatro de ellos potencialmente dentro de los 30 años luz de nuestro Sol y el más cercano probablemente esté a unos 20 años luz de nosotros.

Esta investigación nos ayuda a comprender el potencial de estos planetas para tener los elementos necesarios para sustentar la vida. Esta es una parte esencial de la astrobiología, el estudio de los orígenes y el futuro de la vida en nuestro Universo.

El estudio está escrito por científicos de la NASA que trabajaron en la misión Kepler junto con colaboradores de todo el mundo. La NASA retiró el telescopio espacial en 2018 después de que se quedara sin combustible. Nueve años de observaciones del telescopio revelaron que hay miles de millones de planetas en nuestra galaxia, más planetas que estrellas.

“Kepler ya nos dijo que había miles de millones de planetas, pero ahora sabemos que una buena parte de esos planetas podrían ser rocosos y habitables”, dijo el autor principal Steve Bryson, investigador del Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California. “Aunque este resultado está lejos de ser un valor final, y el agua en la superficie de un planeta es solo uno de los muchos factores para sustentar la vida, es extremadamente emocionante que hayamos calculado que estos mundos son tan comunes con tanta seguridad y precisión”.

A efectos de calcular esta tasa de ocurrencia, el equipo observó exoplanetas de un radio de entre 0,5 y 1,5 veces el de la Tierra, estrechándose en planetas que probablemente sean rocosos. También se enfocaron en estrellas similares a nuestro Sol en edad y temperatura, más o menos hasta 815 grados Celsius.

Esa es una amplia gama de estrellas diferentes, cada una con sus propias propiedades particulares que influyen en si los planetas rocosos en su órbita son capaces de soportar agua líquida. Estas complejidades son en parte la razón por la que es tan difícil calcular cuántos planetas potencialmente habitables hay, especialmente cuando incluso nuestros telescopios más poderosos apenas pueden detectar estos pequeños planetas. Es por eso que el equipo de investigación adoptó un nuevo enfoque.

Esta ilustración muestra una posible aparición del planeta Kepler-452b, el primer mundo del tamaño cercano a la Tierra que se encuentra en la zona habitable de una estrella similar a nuestro Sol.
Créditos: NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyle.
Repensar cómo identificar la habitabilidad

Este nuevo hallazgo es un importante paso adelante en la misión original de Kepler de comprender cuántos mundos potencialmente habitables existen en nuestra galaxia. Las estimaciones anteriores de la frecuencia, también conocida como la tasa de ocurrencia, de tales planetas ignoraron la relación entre la temperatura de la estrella y los tipos de luz emitida por la estrella y absorbida por el planeta.

El nuevo análisis da cuenta de estas relaciones y proporciona una comprensión más completa de si un planeta dado podría ser capaz de soportar agua líquida y potencialmente vida. Ese enfoque es posible al combinar el conjunto de datos final de señales planetarias de Kepler con datos sobre la producción de energía de cada estrella de un extenso tesoro de datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea.

“Siempre supimos definir la habitabilidad simplemente en términos de la distancia física de un planeta a una estrella, para que no haga demasiado calor o frío, lo que nos dejó haciendo muchas suposiciones”, dijo Ravi Kopparapu, autor del artículo y científico de la NASA del Centro de vuelo espacial Goddard en Greenbelt, Maryland. “Los datos de Gaia sobre las estrellas nos permitieron mirar estos planetas y sus estrellas de una manera completamente nueva”.

Gaia proporcionó información sobre la cantidad de energía que cae sobre un planeta desde su estrella anfitriona según el flujo de una estrella, o la cantidad total de energía que se emite en un área determinada durante un tiempo determinado. Esto permitió a los investigadores abordar su análisis de una manera que reconociera la diversidad de las estrellas y los sistemas solares en nuestra galaxia.

“No todas las estrellas son iguales”, dijo Kopparapu. “Y tampoco todos los planetas”.

Aunque todavía se está investigando el efecto exacto, la atmósfera de un planeta calcula cuánta luz se necesita para permitir que el agua líquida también entre en la superficie de un planeta. Utilizando una estimación conservadora del efecto de la atmósfera, los investigadores calcularon una tasa de ocurrencia de alrededor del 50%, es decir, aproximadamente la mitad de las estrellas similares al Sol tienen planetas rocosos capaces de albergar agua líquida en sus superficies. Una definición optimista alternativa de la zona habitable estima alrededor del 75%.

Ilustración que representa el legado del telescopio espacial Kepler de la NASA. Después de nueve años en el espacio profundo recolectando datos que revelaron que nuestro cielo nocturno estaba lleno de miles de millones de planetas ocultos, más planetas incluso que estrellas, el telescopio espacial Kepler de la NASA se quedó sin el combustible necesario para futuras operaciones científicas en 2018.
Créditos: NASA / Ames Research Center / W. Stenzel / D. Rutter.
El legado de Kepler representa la investigación futura

Este resultado se basa en un largo legado de trabajo de análisis de datos de Kepler para obtener una tasa de ocurrencia y prepara el escenario para futuras observaciones de exoplanetas fundamentadas por cuán comunes ahora esperamos que sean estos mundos rocosos y potencialmente habitables. La investigación futura continuará refinando la tasa, informando la probabilidad de encontrar este tipo de planetas y alimentando los planes para las próximas etapas de la investigación de exoplanetas, incluidos los telescopios futuros.

“Saber cuán comunes son los diferentes tipos de planetas es extremadamente valioso para el diseño de las próximas misiones de búsqueda de exoplanetas”, dijo la coautora Michelle Kunimoto, quien trabajó en este artículo después de terminar su doctorado en tasas de ocurrencia de exoplanetas en la Universidad de Columbia Británica y recientemente se unió al equipo de Transiting Exoplanet Survey Satellite, o TESS, en el Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, Massachusetts. “Las encuestas dirigidas a planetas pequeños y potencialmente habitables alrededor de estrellas similares al Sol dependerán de resultados como estos para maximizar sus posibilidades de éxito”.

Después de revelar más de 2.800 planetas confirmados fuera de nuestro Sistema Solar, los datos recopilados por el telescopio espacial Kepler continúan arrojando importantes nuevos descubrimientos sobre nuestro lugar en el Universo. Aunque el campo de visión de Kepler cubría solo el 0,25% del cielo, el área que cubriría su mano si la sostuviera con el brazo extendido hacia el cielo, sus datos han permitido a los científicos extrapolar lo que significan los datos de la misión para el resto de la galaxia. Ese trabajo continúa con TESS, el telescopio de caza de planetas actual de la NASA.

“Para mí, este resultado es un ejemplo de cuánto hemos podido descubrir con solo ese pequeño vistazo más allá de nuestro Sistema Solar”, dijo Bryson. “Lo que vemos es que nuestra galaxia es fascinante, con mundos fascinantes y algunos que pueden ser no muy diferentes de los nuestros”.