Los planetas más viejos de la Galaxia

Me quedo mirando el espacio en blanco donde se debe desarrollar esta historia y pienso "guau, vaya título más sensacionalista me ha salido". Normalmente los títulos sensacionalistas no suelen ser correctos. Sin embargo, en esta ocasión, y acorde a los datos científicos, parece que es bastante cierto. Bueno, dejo de elucubrar para mí, vamos a los hechos.
Prácticamente todos vosotros ya sabéis a esta altura que la Agencia Espacial Estadounidense (NASA) tiene en órbita desde 2009 al satélite Kepler, cuya misión en la búsqueda y caracterización de planetas alrededor de otras estrellas. Yo he dedicado varias historias por aquí a ello (por ejemplo, Los exoplanetas del satélite Kepler o En busca de planetas habitables), aunque quien nunca se pierde un descubrimiento de Kepler es el Nauka Daniel Marín. El método que usan los astrónomos para "buscar" planetas en los datos de Kepler es la fotometría: tras conseguir datos de la estrella durante meses o años se consigue "una curva de luz" (el brillo de la estrella durante un período largo de tiempo). Si existe un planeta alrededor de esa estrella y pasa por delante del disco, el brillo de la estrella caerá debilmente durante esa ocultación (dicho con propiedad, durante ese "tránsito"), repitiendose esta caida de luz de forma periódica. Así se puede estimar tanto lo grande que es el planeta como su distancia a la estrella. Tenéis los detalles de los métodos usados para buscar exoplanetas en este artículo que publiqué en Infoastro en 2004.
Hasta la fecha los datos de Kepler han servido para descubrir más de 1000 exoplanetas, y ese número se incrementa poco a poco. Como ejemplo claro, ayer tuvimos una nueva nota de prensa notificando de más planetas (cinco) descubiertos alrededor de otra de las estrellas observadas con Kepler.

Representación artística de los cinco mundos rocosos que orbitan a la estrella Kepler-444. Crédito de la ilustración: Tiago Campante/Peter Devine.
Esta estrella se llama Kepler-444. Localizada a unos 117 años luz de la Tierra, Kepler-444 es una estrella de tipo espectral K0, esto es, más pequeña, roja y fría que nuestro Sol. Los datos de Kepler han demostrado que Kepler-444 posee 5 planetas rocosos más pequeños que la Tierra, entre 0.741 (Kepler-444f, el más alejado a la estrella) y 0.403 (Kepler-444b, el más cercano), pero localizados muy cerca de la estrella, tan cerca que Mercurio está más lejos del Sol que cualquiera de estos 5 mundos rocosos a Kepler-444. De hecho, el más lejano está a sólo 0.08 unidades astronómicas de la Kepler-444, a 1/5 de la distancia entre el Sol y Mercurio. Así, en sólo 10 días son capaces de completar una vuelta alrededor de ella. Por lo tanto estos mundos están bastante achicharrados.
Los astrofísicos que han investigado este sistema, liderados por Tiago Campante (Universidad de Birmingham, Reino Unido), y cuyos resultados se publicarán en la prestigiosa revista Astrophysical Journal, han usado datos espectroscópicos adicionales e imágenes de alta resolución con óptica adaptativa para conocer mejor las propiedades de la estrella Kepler-444. Usando las imágenes de alta resolución (obtenidas con el Telescopio de 5 metros de Monte Palomar, EE.UU. y el telescopio Keck-II en Hawaii, EE.UU.) se ha encontrado que en realidad Kepler-444 es un sistema de tres estrellas. Kepler-444 es la estrella principal, los otros dos astros del sistema, a casi doble de distancia de Kepler-444 de lo que está Neptuno de nuestro Sol, son dos enanas rojas muy cercanas entre sí.
Por otro lado, los datos espectroscópicos han servido para precisar la metalicidad de Kepler-444. Sobre metalicidades también hemos hablado por este blog muchas veces (no en vano, es uno de mis campos de trabajo en Astrofísica, pero en nebulosas y galaxias y no en estrellas). Los astrónomos somos muy simples a la hora de clasificar los elementos químicos: todo lo que no es hidrógeno y helio lo consideramos "metal". La metalicidad nos indica la cantidad de metales que existe en un objeto astronómico. Al principio de los tiempos, en el Big Bang, sólo se crearon el hidrógeno y el helio (vale, y trazas de boro, berilio y litio, para los que seáis exigentes, pero eso no es importante ahora). El resto de los elementos químicos (oxígeno, carbono, oxígeno, calcio, hierro, oro, plata...) se han creado o dentro de las estrellas o por su acción sobre el medio circundante. Las galaxias se van "enriqueciendo" poco a poco de metales: cada generación de estrellas que muere libera al espacio esos materiales que se han sintetizado en su interior, y ese material se usará después para crear nuevos soles. Obviamente, sin silicio, hierro o níquel pocos planetas rocosos se pueden formar, y sin oxígeno, carbono y nitrógeno poca vida existiría en el Universo (al menos tal y como la conocemos ahora). Los resultados de la metalicidad de Kepler-444 es que es pobre en hierro. Como el hierro es el elemento que más se usa en estrellas para estimar la metalicidad decimos que Kepler-444 es pobre en metales. No obstante también se ha encontrado que, para ese bajo contenido en hierro, esta estrella posee más concentración de otros elementos (silicio, titanio) que la esperada. Este hecho ya se había descubierto en otras estrellas de poco contenido en hierro y parece estar relacionado con la posición de la estrella dentro de la Vía Lactea. En efecto, los autores del artículo científico dedican unas secciones a demostrar que sus peculiar metalicidad, junto con su cinemática (cómo se mueve dentro de la Vía Láctea) indican que Kepler-444 no está en el "disco fino" de nuestra Galaxia (donde está el Sol y sucede en la actualidad la mayoría de la formación estelar), sino en el "disco grueso", que se estima se formó hace mucho tiempo.
Hasta aquí todo es correcto. ¿Dónde está el revuelo, la noticia gorda? Es la siguiente. Los resultados para la metalicidad de Kepler-444, junto con las observaciones de Kepler, han permitido estudiar la estrella usando la técnica de la astrosismología, esto es, estudiando las variaciones de la estrella resultado de los pequeños "seísmos" (terremotos estelares) que suceden en su interior, de igual manera que conocemos propiedades del interior de la Tierra estudiando los terremotos. Las superficies de las estrellas vibran según unos modos que son muy dependientes de las propiedades físicas de la estrella: densidad, masa, tamaño, metalicidad, gravedad superficial y edad. La sorpresa ha sido que los modelos que mejor reproducen las observaciones del satélite Kepler sugieren que la edad de Kepler-444 es de 11 200 millones de años (con un error de mas menos 1000 millones de años).
Un momento... ¿11 200 millones de años? ¿Y los planetas rocosos ya existían entonces? Hace 11 200 millones de años la Vía Láctea no era, ni mucho menos, como es ahora. Es más, estrictamente hablando, aún no se habría quizá ni formado. Es una edad muy grande, más del doble que la que tiene el Sol y el Sistema Solar (unos 4 700 millones de años), y sólo 2500 millones de años tras el Big Bang. Es más, puede que incluso la estrella que ahora conocemos como Kepler-444 se hubiese formado en otra galaxia que luego ha sido acretada por la Vía Láctea durante su evolución. Esta posibilidad es también discutida en el artículo científico. En cualquier caso, a fecha de hoy, en efecto, el sistema Kepler-444 posee los planetas más viejos de la Galaxia.
El titular sensacionalista tampoco nos debería despistar de las implicaciones del descubrimiento: los planetas tipo terrestre parece que se forman mucho antes de lo que se creía hasta ahora, incluso pocos miles de millones de años tras el Big Bang. En el mismísimo resumen de su artículo científico, Campante y colaboradores dicen que [este hallazgo] dejaría la posibilidad abierta a la existencia de vida antigua en la Vía Láctea. Porque obviamente si esto es así en Kepler-444 pueden existir cientos o miles de milliones, billones incluso de otros planetas alrededor de estrellas viejas en la Vía Láctea. Quizá la mayoría también están achicharrados como los cinco mundos rocosos alrededor de Kepler-444, pero puede que otros muchos se muevan dentro de la zona de habitabilidad de su estrella. ¿Podría haber nacido la vida en ellos entonces?
Realmente, estamos viviendo tiempos excitantes para los descubrimientos astronómicos. Y 2015 parece que viene muy calentito.
Historias relacionadas en este blog
- Zoco Astronomía: En busca de planetas habitables (4 de diciembre de 2013)
- Zoco de Astronomía: Los exoplanetas del satélite Kepler (20 abril 2013).
- Nuevos exoplanetas potencialmente habitables (19 de abril de 2013).
- Estudiantes cordobeses y exoplaneta Kepler 22b (9 de diciembre de 2011)
- Buscando otros mundos (4 de diciembre de 2004).
Más información
- Nota de Prensa en Iowa State University (EE.UU.) (en inglés).
- Astronomers Find Ancient Earth-Sized Planets in Our Galactic Backyard, Bad Astronomer (en inglés).
- Pre-print del artículo científico, Campante et al. (2015), enviado a la revista Astrophysical Journal. (En inglés).
- Oldest Planetary System Discovered, Improving the Chances for Intelligent Life Everywhere, artículo en Universe Today (en inglés).