¿Estamos solos en el universo? El telescopio Nancy Grace Roman buscará respuesta entre 100 000 exoplanetas

¿Hasta qué punto es especial nuestro sistema solar?

Desde que en los años noventa se confirmó la existencia de los primeros planetas fuera del Sistema Solar, los astrónomos han descubierto ya más de 6 000 exoplanetas. Pero esta colección está lejos de ser representativa de la población planetaria de la Vía Láctea: nuestros métodos de detección favorecen determinados tipos de mundos y, sobre todo, las estrellas relativamente próximas al Sol.

El telescopio espacial Nancy Grace Roman, lanzado por la NASA el pasado 30 de agosto, puede cambiar esa situación. Durante su misión principal, prevista para cinco años, observará enormes cantidades de estrellas y podría descubrir alrededor de 100 000 nuevos exoplanetas.

No se trata simplemente de aumentar un catálogo: Roman pretende realizar un auténtico censo de los mundos que habitan nuestra galaxia.

Un telescopio construido para mirar a lo grande

Roman tiene un espejo principal de 2,4 metros de diámetro, prácticamente idéntico al del telescopio espacial Hubble. Sin embargo, hay una diferencia fundamental: su instrumento principal, el Wide Field Instrument, posee un campo de visión al menos 100 veces mayor que el de Hubble.

Esto permite observar enormes regiones del cielo de una sola vez. El telescopio espacial trabajará principalmente en el infrarrojo cercano, una característica especialmente importante para observar el interior de la Vía Láctea, donde las estrellas están mucho más concentradas y el polvo interestelar dificulta las observaciones en luz visible. A lo largo de su misión, el telescopio podrá medir la luz de alrededor de mil millones de galaxias, además de estudiar cientos de millones de estrellas de nuestra propia galaxia.

Para encontrar planetas, esta capacidad resulta especialmente valiosa. No basta con tener un telescopio sensible: hay que observar muchas estrellas durante mucho tiempo y detectar cambios diminutos en su brillo.

Una población de planetas que apenas conocemos

La gran novedad del Nancy Grace Roman será su capacidad para encontrar mundos que han quedado fuera del alcance de las principales campañas de búsqueda de exoplanetas.

Una de sus técnicas será el tránsito, mediante el que se detecta el pequeño descenso de brillo de una estrella cuando un planeta pasa por delante de ella. Roman podría encontrar unos 100 000 planetas mediante este método, incluidos mundos situados a miles de años luz y, potencialmente, al otro lado de la galaxia.

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Pero el verdadero salto cualitativo llegará con la microlente gravitacional.

Cuando dos estrellas se alinean casi exactamente desde nuestra perspectiva, la gravedad de la estrella más cercana curva y amplifica la luz de la más distante. Si la estrella que actúa como lente tiene planetas, estos producen pequeñas alteraciones adicionales en el patrón de luz. El fenómeno puede durar apenas horas, por lo que es necesario observar millones de estrellas con una cadencia muy alta.

Cuando un exoplaneta pasa por delante de una estrella más distante, su gravedad hace que la trayectoria de la luz de la estrella se desvíe y, en algunos casos, provoca un breve aumento del brillo de la estrella de fondo tal como lo observa un telescopio.

El telescopio espacial Nancy Roman dedicará aproximadamente 15 meses de su misión a un programa de observación del bulbo galáctico, realizando exposiciones repetidas con intervalos de unos 12 minutos durante determinadas campañas. El objetivo es detectar miles de eventos de microlente y extraer de ellos información sobre la población planetaria.

La ventaja es que esta técnica es sensible a mundos muy diferentes de los que predominan en los catálogos actuales. Puede encontrar planetas situados lejos de sus estrellas, incluidos gigantes de hielo similares a Urano y Neptuno y planetas rocosos con masas comparables a la Tierra o incluso Marte. También puede detectar planetas errantes, cuerpos que han perdido su estrella y vagan solos por la galaxia.

¿Cuántos sistemas como el nuestro existen?

Esta es posiblemente la pregunta más importante que El telescopio espacial ayudará a responder.

Los planetas que conocemos actualmente no constituyen una muestra aleatoria. Es mucho más sencillo encontrar un gigante gaseoso que orbita muy cerca de su estrella que un planeta pequeño situado a una distancia comparable a la de la Tierra respecto al Sol.

Roman permitirá comparar poblaciones planetarias en distintas regiones de la Vía Láctea. Su sondeo penetrará hasta el bulbo galáctico y las regiones del otro lado de la galaxia, mucho más lejos que la mayoría de los exoplanetas conocidos actualmente. Así podremos comprobar si los sistemas planetarios tienen características similares independientemente de dónde se formen o si nuestro vecindario cósmico es una excepción.

El resultado será una distribución estadística de tamaños, masas y distancias orbitales. En lugar de preguntarnos únicamente «¿hemos encontrado otra Tierra?», podremos plantearnos una cuestión mucho más poderosa: ¿con qué frecuencia aparece un planeta parecido a la Tierra?

Un primer paso hacia la búsqueda de vida

Roman no está diseñado para detectar directamente vida extraterrestre. Su contribución será anterior: identificar una enorme población de mundos y determinar cuáles merecen ser estudiados con instrumentos más especializados.

Además del gran sondeo planetario, probará una tecnología especialmente interesante: un coronógrafo capaz de bloquear la luz de una estrella para obtener imágenes directas de planetas cercanos. Su objetivo será estudiar mundos gigantes y discos de material alrededor de otras estrellas, demostrando técnicas que podrían ser utilizadas por futuros telescopios para fotografiar planetas rocosos potencialmente habitables.

El telescopio también estudiará la materia y energía oscuras, la evolución de las galaxias, las supernovas y otros fenómenos astrofísicos. Pero su legado en el campo de los exoplanetas puede ser especialmente profundo.

Porque quizá la respuesta a «¿estamos solos?» no comience encontrando una civilización extraterrestre ni detectando una señal procedente de otro mundo. Puede comenzar con una estadística.

Si Roman descubre que los planetas pequeños y las órbitas similares a las de nuestro sistema son habituales, la Tierra dejará de parecer un caso excepcional. Si, por el contrario, nuestro tipo de sistema resulta extraordinariamente raro, habremos descubierto algo igualmente fascinante.

Roman no buscará directamente vida. Buscará algo que necesitamos conocer antes: cuántas oportunidades ha tenido el universo para crearla.

Carlos Vázquez Monzón no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.