¿Un planeta habitable?

El primer exoplaneta del tamaño de la Tierra orbitando en la zona habitable de una estrella ha sido confirmado por las observaciones, tanto del Observatorio WM Keck como del Observatorio Gemini. El descubrimiento inicial, realizado por el telescopio espacial Kepler de la NASA, es uno de un puñado de planetas más pequeños encontrados por Kepler y verificado utilizando grandes telescopios terrestres. También confirma que existen planetas del tamaño del nuestro en la zona habitable de otras estrellas.

“Lo que hace que este hallazgo sea particularmente convincente es que este planeta es uno de los cinco orbitando esta estrella, que es más fría que el Sol, y reside en una región templada donde podría existir agua en forma líquida”, dice Elisa Quintana del Instituto SETI y del Ames Research Center de la NASA, quien dirigió el estudio publicado en la edición actual de la revista Science. La región en la que este planeta orbita su estrella se llama zona de habitabilidad, ya que se piensa que es donde más fácilmente se podría encontrar agua en estado líquido.

Steve Howell, científico del proyecto Kepler y co-autor del artículo, añade que ni Kepler (ni ningún telescopio) es capaz actualmente de detectar directamente un exoplaneta de este tamaño y proximidad a su estrella anfitriona . “Sin embargo, lo que podemos hacer es eliminar todas las otras posibilidades por lo que la validación de estos planetas es realmente la única opción viable.”

Con una estrella pequeña como anfitrióna, el equipo utilizó una técnica que elimina la posibilidad de que sea una estrella de fondo o una compañera estelar las que podrían crear lo que Kepler detecta. Para ello, el equipo obtuvo observaciones de muy alta resolución espacial del telescopio de ocho metros Gemini en el Norte en Mauna Kea, Hawai, usando una técnica llamada imagen de moteado, así como observaciones extra con óptica adaptativa (AO) del telescopio vecino de diez metros Keck II. En conjunto, estos datos permitieron al equipo descartar fuentes lo suficientemente cerca de lla ínea de visión de la estrella que pudieran confundir al Kepler, y concluir que la señal detectada tiene que ser de un pequeño planeta que transita su estrella madre.

“Los datos de Keck y Gemini son dos piezas clave de este rompecabezas”, dice Quintana. “Sin estas observaciones complementarias no habríamos podido confirmar el tamaño de este planeta.”

Los datos de “moteado” de Géminis, colocan directamente el sistema dentro a unos 4 UA (Unidades Astronómicas), aproximadamente igual que la órbita de Júpiter en nuestro sistema solar, y confirmaron que no había otros objetos de tamaño estelar que orbitaran dentro de este el radio. Señalando esto, las observaciones de Keck AO probaron una región más grande alrededor de la estrella, pero con límites más débiles. Según Quintana,

“Estos planetas son extremadamente difíciles de detectar y confirmar, y ahora que hemos encontrado uno, queremos buscar más. Gemini y Keck, sin duda, juegan un papel importante en este esfuerzo.”

La estrella anfitriona, Kepler-186, es una estrella enana de tipo M1 y se halla relativamente cerca de nuestro sistema solar, a unos 500 años-luz, en la constelación del Cisne. La estrella es muy tenue, siendo más de la mitad de un millón de veces más débil que las estrellas más débiles que podemos ver a simple vista. Cinco planetas pequeños se han encontrado orbitando esta estrella, cuatro de los cuales están en muy corto período de órbita y son muy calientes. El planeta, designado como Kepler-186f, sin embargo, tiene el tamaño de la Tierra y orbita dentro de la zona habitable de la estrella. La evidencia de Kepler para este sistema planetario proviene de la detección de tránsitos planetarios. Estos tránsitos pueden considerarse como pequeños eclipses de la estrella anfitriona por un planeta (o planetas), visto desde la Tierra. Cuando estos planetas bloquean parte de la luz de la estrella, su brillo total disminuye. Kepler lo detecta como una variación de la producción total de luz de la estrella, lo que representa una prueba de la existencia de planetas. Hasta el momento más de 3.800 posibles planetas han sido detectados por esta técnica con Kepler.

Los datos de Gemini utilizaron el Differential Speckle Survey Instrument (DSSI)  del telescopio Gemini Norte. DSSI es un instrumento independiente y desarrollado por un equipo dirigido por Howell, quien añade entusiasmado: “DSSI funciona genial en Gemini. Con esta combinación, podemos sondear este sistema estelar a una distancia de aproximadamente 4 veces mayor que entre la Tierra y el sol. Es simplemente notable que podamos mirar dentro de otros sistemas solares “. DSSI trabaja con un principio que utiliza múltiples exposiciones cortas de un objeto  y elimina el ruido introducido producto de turbulencias atmosféricas en imágenes con gran detalle.

Las observaciones con el Observatorio WM Keck utilizan el sistema de Guía Natural Estrella de óptica adaptativa con la cámara NIRC2 en el telescopio Keck II. NIRC2 (la cámara de infrarrojo cercano de segunda generación) trabaja en combinación con el sistema de Keck II de óptica adaptativa para obtener imágenes muy nítidas a longitudes de onda cercanas al infrarrojo, logrando resoluciones espaciales comparables o mejores que los logrados por el Hubble

El telescopio en longitudes de onda ópticas, NIRC2 es probablemente el mejor conocido por ayudar a proporcionar la prueba definitiva de un agujero negro central masivo en el centro de nuestra galaxia. Los astrónomos también usan NIRC2 para mapear características de la superficie de los cuerpos del sistema solar, detectar planetas orbitando otras estrellas y el estudio de la morfología detallada de galaxias distantes.

“Las observaciones de Keck y Gemini, en combinación con otros datos y cálculos numéricos, nos permitió tener el 99,98% de fiabilidad en que Kepler-186f es una realidad”, dice Thomas Barclay, científico de Kepler y también co-autor del artículo. “Kepler comenzó esta historia, y Gemini y Keck ayudaron a cerrarla”, añade.

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