Una posible «súper Tierra» situada a menos de 20 años luz de la Tierra está dando a los investigadores un optimismo renovado en la búsqueda de planetas que puedan albergar vida. El mundo recientemente identificado, GJ 251 c, obtuvo su etiqueta de «súper Tierra» porque los datos actuales indican que tiene casi cuatro veces la masa de la Tierra y probablemente sea un planeta rocoso.
«Buscamos este tipo de planetas porque son nuestra mejor oportunidad de encontrar vida en otros lugares», dijo Suvrath Mahadevan, profesor de Astronomía Verne M. Willaman en Penn State y coautor de un artículo reciente en La revista astronómica. «El exoplaneta se encuentra en la zona habitable o ‘Ricitos de Oro’, la distancia adecuada de su estrella para que pueda existir agua líquida en su superficie, si tiene la atmósfera adecuada».
Dos décadas de observaciones conducen a un gran avance
Durante muchos años, los astrónomos que buscan planetas capaces de albergar agua líquida han desarrollado telescopios y herramientas de modelado cada vez más avanzados para detectar variaciones extremadamente débiles en la luz de las estrellas. Según Mahadevan, este nuevo resultado surgió de más de 20 años de observaciones y representa una de las oportunidades más fuertes hasta ahora para investigar un mundo potencialmente habitable.
El exoplaneta fue identificado utilizando datos del Habitable-Zone Planet Finder (HPF), un espectrógrafo de infrarrojo cercano de alta precisión que funciona como un sofisticado prisma para separar la luz estelar en sus componentes. El HPF está instalado en el Telescopio Hobby-Eberly en el Observatorio McDonald en Texas, y los investigadores de Penn State dirigieron su diseño y construcción para apoyar la búsqueda de planetas similares a la Tierra que orbitan estrellas cercanas.
«Lo llamamos Buscador de Planetas de Zona Habitable, porque buscamos mundos que estén a la distancia adecuada de su estrella para que pueda existir agua líquida en su superficie. Este ha sido el objetivo central de ese estudio», dijo Mahadevan. «Este descubrimiento representa uno de los mejores candidatos en la búsqueda de señales atmosféricas de vida en otros lugares en los próximos cinco a diez años».
Detectando una sutil oscilación estelar
Mahadevan y su equipo estudiaron un gran conjunto de mediciones recopiladas en todo el mundo durante dos décadas. Su análisis se centró en el pequeño pero mensurable «bamboleo» de la estrella anfitriona, GJ 251, causado por la atracción gravitacional de los planetas en órbita. Estos movimientos aparecen como ligeros cambios Doppler en la luz de la estrella.
Primero refinaron las mediciones de un planeta interior previamente conocido, GJ 251 b, que completa una órbita cada 14 días. Al combinar las observaciones a largo plazo con nuevos datos HPF de alta precisión, los investigadores detectaron una señal más fuerte que se repite cada 54 días, lo que apunta a la presencia de un segundo planeta más masivo. La confirmación adicional provino del espectrómetro NEID, otro instrumento construido por investigadores de Penn State y que opera en el Observatorio Nacional Kitt Peak en Arizona.
«Estamos a la vanguardia de la tecnología y los métodos de análisis con este sistema», dijo Corey Beard, autor correspondiente del artículo, quien llevó a cabo la investigación mientras obtenía su doctorado en astrofísica en la Universidad de California, Irvine. «Necesitamos la próxima generación de telescopios para obtener imágenes directas de este candidato, pero lo que también necesitamos es inversión comunitaria».
Superar la actividad estelar para revelar señales planetarias
Una de las mayores dificultades en la detección de exoplanetas es separar la señal de un planeta de la propia actividad magnética de la estrella, que Mahadevan comparó con una forma de clima estelar. Las manchas estelares y otras características de la superficie pueden imitar las variaciones periódicas producidas por los planetas en órbita, creando la ilusión de una presencia planetaria. Para distinguir entre los dos, el equipo utilizó técnicas de modelado avanzadas que examinan cómo se comportan las señales en diferentes colores de luz.
«Este es un juego difícil en términos de intentar derrotar la actividad estelar, así como medir sus señales sutiles, extrayendo señales leves de lo que es esencialmente este caldero magnetosférico y espumoso de la superficie de una estrella», dijo Mahadevan.
Señaló que la detección de planetas como GJ 251 c depende no sólo de equipos sofisticados sino también de análisis complejos y trabajo en equipo internacional. Estos proyectos requieren financiación y coordinación a largo plazo porque los descubrimientos significativos pueden tardar décadas en surgir.
La colaboración y las herramientas avanzadas permiten el descubrimiento
«Este descubrimiento es un gran ejemplo del poder de la investigación multidisciplinaria en Penn State», dijo Eric Ford, distinguido profesor de astronomía y astrofísica y director de investigación del Instituto de Ciencias Computacionales y de Datos (ICDS) de Penn State. «Mitigar el ruido de la actividad estelar requirió no solo instrumentación de vanguardia y acceso a telescopios, sino también personalizar los métodos de ciencia de datos para las necesidades específicas de esta estrella y una combinación de instrumentos. La combinación de datos exquisitos y métodos estadísticos de última generación permitió a nuestro equipo interdisciplinario transformar los datos en un descubrimiento emocionante que allana el camino para que futuros observatorios busquen evidencia de vida más allá de nuestro sistema solar».
Aunque la tecnología actual no puede producir imágenes directas de GJ 251 c, Mahadevan dijo que los próximos telescopios serán capaces de examinar la atmósfera del planeta, revelando potencialmente rastros químicos de vida.
Preparándose para los telescopios de próxima generación
«Siempre estamos centrados en el futuro», afirmó. «Ya sea para garantizar que la próxima generación de estudiantes pueda participar en investigaciones de vanguardia o diseñar y construir nueva tecnología para detectar planetas potencialmente habitables».
GJ 251 c está situado en una posición que futuros telescopios avanzados podrán estudiar directamente. Mahadevan y sus estudiantes ya se están preparando para la era de los telescopios terrestres de 30 metros, que llevarán instrumentos capaces de obtener imágenes de planetas rocosos dentro de las zonas habitables de sus estrellas.
«Aunque todavía no podemos confirmar la presencia de atmósfera o vida en GJ 251 c, el planeta representa un objetivo prometedor para futuras exploraciones», dijo Mahadevan. «Hicimos un descubrimiento emocionante, pero aún queda mucho más por aprender sobre este planeta».
La Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., la NASA y la Fundación Heising-Simons apoyaron los aspectos de esta investigación de Penn State.
Un equipo de investigadores ha identificado un exoplaneta llamado GJ 251 c, que se encuentra a menos de 20 años luz de la Tierra y tiene características que sugieren que podría ser un «súper Tierra» capaz de albergar vida. El planeta tiene una masa de casi cuatro veces la de la Tierra y probablemente sea rocoso, lo que lo convierte en un objetivo prometedor para la búsqueda de vida en otros lugares del universo.
El descubrimiento se realizó utilizando datos del Habitable-Zone Planet Finder (HPF), un espectrógrafo de infrarrojo cercano de alta precisión que se encuentra en el Telescopio Hobby-Eberly en el Observatorio McDonald en Texas. Los investigadores analizaron más de 20 años de observaciones y detectaron una señal de un planeta que se repite cada 54 días, lo que sugiere la presencia de un segundo planeta más masivo en el sistema.
El exoplaneta se encuentra en la zona habitable de su estrella, lo que significa que está a la distancia adecuada para que pueda existir agua líquida en su superficie, si tiene la atmósfera adecuada. La zona habitable es a menudo llamada la «zona de Ricitos de Oro» porque es la distancia perfecta de la estrella para que un planeta pueda tener condiciones adecuadas para la vida.
El equipo de investigadores, liderado por Suvrath Mahadevan, profesor de Astronomía en la Universidad Estatal de Pensilvania, utilizó técnicas de modelado avanzadas para distinguir entre la señal del planeta y la actividad magnética de la estrella. La actividad estelar puede imitar las variaciones periódicas producidas por los planetas en órbita, lo que hace que sea difícil detectar la señal de un planeta.
El descubrimiento de GJ 251 c es emocionante porque representa uno de los mejores candidatos para la búsqueda de señales atmosféricas de vida en otros lugares en los próximos cinco a diez años. La tecnología actual no puede producir imágenes directas del planeta, pero los próximos telescopios serán capaces de examinar la atmósfera del planeta y revelar potencialmente rastros químicos de vida.
El equipo de investigadores está preparándose para la era de los telescopios terrestres de 30 metros, que llevarán instrumentos capaces de obtener imágenes de planetas rocosos dentro de las zonas habitables de sus estrellas. GJ 251 c está situado en una posición que futuros telescopios avanzados podrán estudiar directamente, lo que lo convierte en un objetivo prometedor para futuras exploraciones.
El descubrimiento de GJ 251 c es un ejemplo del poder de la investigación multidisciplinaria y la colaboración internacional. El equipo de investigadores incluyó a expertos en astronomía, astrofísica, ciencia de datos y estadística, y contó con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., la NASA y la Fundación Heising-Simons.
En resumen, el descubrimiento de GJ 251 c es un avance importante en la búsqueda de vida en otros lugares del universo. El planeta tiene características que sugieren que podría ser un «súper Tierra» capaz de albergar vida, y su ubicación en la zona habitable de su estrella lo convierte en un objetivo prometedor para futuras exploraciones. La tecnología actual no puede producir imágenes directas del planeta, pero los próximos telescopios serán capaces de examinar la atmósfera del planeta y revelar potencialmente rastros químicos de vida.
El equipo de investigadores está emocionado con el descubrimiento y está preparándose para la era de los telescopios terrestres de 30 metros. «Estamos a la vanguardia de la tecnología y los métodos de análisis con este sistema», dijo Corey Beard, autor correspondiente del artículo. «Necesitamos la próxima generación de telescopios para obtener imágenes directas de este candidato, pero lo que también necesitamos es inversión comunitaria».
El descubrimiento de GJ 251 c es un ejemplo de cómo la investigación científica puede llevar a avances importantes en nuestra comprensión del universo. La búsqueda de vida en otros lugares del universo es un tema fascinante que ha capturado la imaginación de la humanidad durante siglos. Con la ayuda de la tecnología avanzada y la colaboración internacional, los científicos están cada vez más cerca de encontrar respuestas a esta pregunta fundamental.
En el futuro, el equipo de investigadores planea continuar estudiando GJ 251 c y otros exoplanetas similares. «Siempre estamos centrados en el futuro», dijo Mahadevan. «Ya sea para garantizar que la próxima generación de estudiantes pueda participar en investigaciones de vanguardia o diseñar y construir nueva tecnología para detectar planetas potencialmente habitables».
El descubrimiento de GJ 251 c es un paso importante hacia la comprensión de la posibilidad de vida en otros lugares del universo. Con la ayuda de la tecnología avanzada y la colaboración internacional, los científicos están cada vez más cerca de encontrar respuestas a esta pregunta fundamental. La búsqueda de vida en otros lugares del universo es un tema fascinante que seguirá capturando la imaginación de la humanidad en el futuro.