Hace más de 30 años se confirmó la primera detección de un exoplaneta, un mundo en órbita alrededor de otra estrella. Si bien esta posibilidad se había planteado desde hacía mucho tiempo, con algunas ideas provenientes de la antigua Grecia, no fue hasta finales del siglo XX que la tecnología nos permitió inferir su existencia. A día de hoy se ha confirmado el descubrimiento de más de 5500 planetas en órbita en más de 4000 sistemas estelares diferentes. Pero esta búsqueda no ha hecho más que empezar. Pensamos que podría haber millones de millones de planetas tan solo en nuestra galaxia y que lo más probable es que la grandísima mayoría de estrellas, si no todas, tengan al menos uno de estos mundos en sus cercanías. Sin embargo, detectar un exoplaneta no es una hazaña pequeña. Estamos hablando de detectar objetos que son miles de veces menos masivos y brillantes que las estrellas a las que acompañan.
Aún así hemos ideado varios métodos ingeniosos para detectar hasta la señal más sutil de su existencia. Un claro ejemplo de ello fue el telescopio Kepler. Este telescopio estuvo unos 5 años observando una región del cielo poco más grande que lo que ocupa la palma de tu mano si extiendes el brazo. En esta relativamente pequeña región del cielo observó más de medio millón de estrellas y detectó más de 2700 exoplanetas. Podría parecer que no fue muy eficiente, pero la realidad es que Kepler solo era capaz de detectar un minúsculo porcentaje de los mundos en órbita alrededor de las estrellas observadas.
Este telescopio utilizaba el método del tránsito, que monitoriza el brillo de una estrella en busca de pequeñas variaciones periódicas producidas por el tránsito de un planeta por delante de su estrella. Es decir, busca observar los diminutos eclipses que se producen cuando un exoplaneta se sitúa en la línea recta que une a la Tierra y a su estrella. Y a pesar de buscar planetas en base a coincidencias cósmicas, encontró alrededor de la mitad de los mundos conocidos a día de hoy. Es por eso que tenemos gran esperanza en que el número de exoplanetas conocidos no hará más que crecer, y cada vez más rápido, cuando pongamos en marcha las misiones apropiadas.
Una de esas misiones ya está en marcha y la está llevando a cabo el telescopio Gaia, un observatorio espacial de la Agencia Espacial Europea (ESA), lanzado en 2013 y con operaciones previstas hasta 2025. Esta nave está diseñada para la astrometría, es decir, para medir con una precisión sin precedentes las posiciones, distancias y movimientos de las estrellas, así como las posiciones de exoplanetas midiendo atributos de las estrellas que orbitan, como su magnitud aparente y color. El objetivo de la misión es construir el catálogo espacial más grande y preciso jamás realizado, registrando aproximadamente 1000 millones de objetos astronómicos, principalmente estrellas, pero también planetas, cometas, asteroides y cuásares, entre otros. Para estudiar la posición y movimiento precisos de sus objetivos, el telescopio monitoreó cada uno de ellos unas 70 veces durante los cinco años de la misión nominal (2014–2019), y continúa haciéndolo durante su extensión.
La astrometría es un método que consiste en medir con precisión la posición de una estrella en el cielo y observar cómo esa posición cambia con el tiempo. Si una estrella tiene un planeta orbitando a su alrededor, la influencia gravitacional de este último hará que la estrella se mueva en una pequeña órbita circular o elíptica, orbitando ambos alrededor de su centro de masa común. Este método es particularmente efectivo para encontrar planetas alrededor de estrellas de baja masa, como las enanas rojas.
El telescopio espacial Gaia se espera que detecte miles de exoplanetas del tamaño de Júpiter más allá del Sistema Solar utilizando la astrometría. Gaia mide las posiciones de las estrellas con una precisión nunca antes lograda, lo que permite detectar pequeñas perturbaciones en sus movimientos causadas por la presencia de estos planetas. La astrometría es especialmente sensible a planetas con órbitas grandes, complementando otros métodos que son más sensibles a planetas con órbitas pequeñas. Sin embargo, se requieren tiempos de observación muy largos, posiblemente años o décadas, ya que los planetas lo suficientemente lejanos de su estrella para ser detectados mediante astrometría también tardan mucho tiempo en completar una órbita.
Antes del lanzamiento de Gaia, ningún planeta detectado por astrometría había sido confirmado, pero en los próximos años, una vez se analicen a fondo las observaciones del telescopio tras su década en funcionamiento, podríamos pasar a conocer más de diez mil planetas detectados por este método. Estos planetas serán en general de un tamaño comparable a los de los gigantes gaseosos, pues éstos son precisamente los que provocan un mayor movimiento en sus estrellas, que es lo que requiere el método de astrometría para detectarlos. Los inicios de la búsqueda de exoplanetas también estuvieron dominados por este tipo de planetas, pues al fin y al cabo son más fáciles de detectar por la mayoría de métodos. Sin embargo en años más recientes nos hemos dado cuenta de que los gigantes gaseosos no suponen la mayoría de los exoplanetas de nuestra galaxia. Los descubrimientos del telescopio Gaia nos permitirán extrapolar utilizando la información conocida en la actualidad, trayendo consigo todavía más descubrimientos.
Referencias:
- "Gaia Science Objectives". European Space Agency.
- Winn, Joshua N. (2022). "Joint Constraints on Exoplanetary Orbits from Gaia DR3 and Doppler Data". The Astronomical Journal. 164 (5): 196. doi:10.3847/1538-3881/ac9126
