Alrededor de la mitad de las estrellas como el Sol pueden estar rodeadas por mundos habitables

• Título original: The Occurrence of Rocky Habitable Zone Planets Around Solar-Like Stars from Kepler Data
• Autores del artículo: S. Bryson, M. Kunimoto, R. Kopparapu et al.
• Institución del primer autor: NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, EUA
• Estado de la publicación: publicado en ApJ
• Astrobite original: Around Half of Sun-Like Stars Could Host Potentially Habitable Worlds por Jamie Wilson

Crédito de la imagen destacada:  NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle

Cuando miramos hacia arriba en una noche clara y contemplamos la innumerable cantidad de estrellas, es difícil no preguntarse cuántos mundos como la Tierra pueden existir allá afuera. En la antigüedad, mucho antes que el primer descubrimiento oficial de un planeta extrasolar (un planeta orbitando una estrella que no es el Sol), se creía que existían dos posibilidades, ambas propuestas por filósofos durante el periodo clásico de la antigua Grecia: Aristóteles (384 – 322 B.C) declaró “No puede haber más que un solo mundo”, mientras que Epicuro (~460 – 370 B.C.) se opuso proponiendo que “Hay mundos infinitos iguales y diferentes como el nuestro”. Después de dos millones de años, y gracias al arduo trabajo de varias generaciones de la comunidad astronómica, ahora sabemos con certeza cuál de estas dos propuestas es más cercana a la realidad. Ahora, un grupo de astrónomos dirigidos por Steve Bryson del Centro de Investigación de Ames de la NASA nos han llevado aún más cerca a llegar a descubrir otros mundos como la Tierra tras usar datos obtenidos con el Telescopio Kepler y la misión Gaia. Estos resultados sugieren que alrededor de la mitad de las estrellas como el Sol en nuestra galaxia pueden estar rodeadas de planetas rocosos y potencialmente habitables situados en sus regiones de habitabilidad.

El Telescopio Espacial Kepler de la NASA fue lanzado en el 2009, y una de sus misiones principales fue la de descubrir planetas rocosos dentro o cerca de las zonas habitables de sus estrellas (aproximadamente, es la región donde puede existir agua líquida en la superficie del planeta), y estimar la fracción de estrellas que pueden tener tales planetas. Durante los nueve años y medio que estuvo activo, Kepler detectó 2,393 exoplanetas confirmados alrededor de las 530,506 estrellas que observó, y la mayor parte de ese tiempo miró a miró a una misma región del cielo, alrededor del tamaño de tu mano al extender el brazo. Para detectar planetas, Kepler usa el método transitorio, el cual depende de la medida de una pequeña diferencia en el brillo que ocurre cuando un planeta pasa por delante de su estrella desde nuestra perspectiva en la Tierra. Como se puede imaginar, esta diferencia en el brillo es muy pequeña, alrededor del 1% para un exoplaneta gigante similar a Júpiter, y solamente un 0.1% para un planeta como la Tierra. NASA retiró el telescopio en el 2018 cuando se le acabó el combustible, pero esto no ha impedido a la comunidad astronómica a continuar examinando los datos y hacer nuevos descubrimientos.

El número de planetas potencialmente habitables por sistema estelar de la Galaxia es un término clave para la ecuación Drake, la cual es una fórmula probabilística usada para estimar el número de civilizaciones detectables dentro de la Vía Láctea. Ninguno de los términos de la ecuación se conocen con precisión, y la mayoría son predicciones basadas en observaciones. Por esta razón, gran parte de la investigación se lleva a cabo en el Instituto SETI (Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre) el cual se enfoca en encontrar estimaciones razonables para estos términos.

El equipo realizó un análisis estadístico detallado después de combinar el catálogo de candidatos de planetas de Kepler con los datos de la misión de Gaia de ESA. Investigaciones anteriores que intentaron estimar la frequencia de planetas solamente habían considerado la distancia del planeta de su estrella, por lo que ésta es la primera investigación que considera el “flujo de instelación”, también conocido como la cantidad de energía que llega al planeta desde su estrella. Esto fue posible gracias a la inclusión de datos de Gaia, la cual fue diseñada para construir un mapa 3D ultra preciso de las posiciones y movimientos de estrellas en la Vía Láctea, al igual que dar información de propiedades estelares como la luminosidad y la temperatura efectiva. Esto permitió que los investigadores pudieran llevar a cabo su análisis de manera diferente y que fuera más representativo de la actual diversidad de las estrellas en nuestra galaxia.

Los investigadores estimaron las tasas de frecuencias de estos planetas usando varios modelos, poblaciones estelares y métodos computacionales. Limitaron su análisis a planetas de tamaño similar a la Tierra, los cuales tenían mayor probabilidad de ser rocosos (con radios entre 0.5 y 1.5 veces el de la Tierra), y a estrellas de similar edad y temperatura que el Sol (alrededor de 4800 K y 6300 K). También consideraron dos escenarios usando una definición conservadora u optimista de los límites interiores y exteriores de la zona habitable.

Basado en su análisis, el equipo estima que la cantidad media de planetas por estrella con un radio entre 0.5 y 1.5 del de la Tierra, y dentro de la zona habitable de la estrella, se encuentra entre 0.37 y 0.60 para la zona habitable conservadora. Para la zona habitable optimista, estiman que se encuentran entre 0.58 y 0.88 planetas por estrella. Esto implica que, incluso si usamos la predicción conservadora, puede haber hasta 300 millones de planetas potencialmente habitables dentro de nuestra galaxia, ¡y muy probablemente muchos más! También demuestran que es muy probable que hubiera al menos cuatro planetas potencialmente habitables a una distancia de 30 años luz del Sol y que el más cercano se pueda encontrar a alrededor de 20 años luz de distancia.

Aunque el equipo llevo a cabo un análisis detallado de los datos, los errores de sus predicciones siguen siendo bastante grandes debido a la pequeña cantidad de planetas rocosos detectados por Kepler. En el futuro, más investigaciones podrían refinar estas predicciones aún más. Solamente saber qué tan comunes son los diferentes tipos de exoplanetas podría ayudar a diseñar nuestras futuras misiones espaciales en la búsqueda de exoplanetas potencialmente habitables.

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