¡Guauu! ¿Qué pasa si 1 de cada 4 estrellas similares al sol tiene una Tierra?

Concepto artístico del telescopio espacial Kepler contra un fondo de planetas y estrellas. Kepler descubrió más de 1, 000 de los más de 4, 000 exoplanetas conocidos. Ahora, según los datos de Kepler, los científicos estiman que 1 de cada 4 estrellas similares al sol tiene al menos 1 planeta del mismo tamaño que la Tierra. Imagen vía NASA / Ames Research Center / W. Stenzel / D. Rutter / Penn State News.

¿Cuántos planetas del tamaño de la Tierra, orbitando en la zona habitable de su estrella, donde podría existir agua líquida, hay en nuestra galaxia, la Vía Láctea? Los científicos han estado descubriendo miles de exoplanetas en los últimos años, y ahora tienen una mejor idea de cuál es la respuesta a esa pregunta. Según un nuevo estudio de la Universidad Penn State basado en datos del Telescopio Espacial Kepler, resulta que una de cada cuatro estrellas parecidas al sol debería tener al menos un planeta similar en tamaño a la Tierra y orbitando en la zona habitable de su estrella.

El nuevo artículo revisado por pares que describe los resultados fue publicado en The Astronomical Journal el 14 de agosto de 2019.

¡Claramente, este es un estudio emocionante! Tiene implicaciones directas para la posibilidad de vida en otros mundos. Hay alrededor de 200 mil millones de estrellas en total en nuestra galaxia, y alrededor del 10 por ciento de ellas son estrellas similares al sol. Son 20 mil millones de estrellas similares al sol, y si una cuarta parte de ellas tiene al menos uno de estos planetas del tamaño de la Tierra, ¡son 5 mil millones solo en nuestra galaxia!

Concepto artístico del Kepler-186f, un exoplaneta del tamaño de la Tierra que orbita una estrella enana roja a 582 años luz de la Tierra. Podría haber miles de millones de tales mundos solo en nuestra galaxia. Imagen vía NASA Ames / SETI Institute / JPL – Caltech / Astrobiology Magazine.

Más específicamente, los investigadores estimaron que los planetas casi del mismo tamaño que la Tierra, de 3/4 a 1 1/2 veces el diámetro de la Tierra, y con períodos orbitales que varían de 237 a 500 días, ocurren alrededor de aproximadamente una de cada cuatro estrellas similares al sol. Para tener en cuenta las incertidumbres, recomiendan el futuro plan de misiones de búsqueda de planetas para una tasa de ocurrencia que varía desde un planeta por cada 33 estrellas, hasta casi un planeta por cada dos estrellas. De acuerdo con Eric B. Ford, profesor de astronomía y astrofísica en Penn State:

Saber con qué frecuencia debemos esperar encontrar planetas de un determinado tamaño y período orbital es extremadamente útil para optimizar las encuestas de exoplanetas y el diseño de las próximas misiones espaciales para maximizar sus posibilidades de éxito. Penn State es líder en llevar métodos estadísticos y computacionales de última generación al análisis de observaciones astronómicas para abordar este tipo de preguntas. Nuestro Instituto de Ciencia Cibernética (ICS) y el Centro de Astrostatistics (CASt) proporcionan infraestructura y soporte que hacen posible este tipo de proyectos.

La mayoría de los planetas del tamaño de la Tierra que se han encontrado hasta ahora han sido descubiertos por el telescopio espacial Kepler. Pero pueden ser difíciles de encontrar, como explicó Ford:

Kepler descubrió planetas con una amplia variedad de tamaños, composiciones y órbitas. Queremos utilizar esos descubrimientos para mejorar nuestra comprensión de la formación de planetas y planificar futuras misiones para buscar planetas que puedan ser habitables. Sin embargo, simplemente contar exoplanetas de un tamaño determinado o distancia orbital es engañoso, ya que es mucho más difícil encontrar planetas pequeños lejos de su estrella que encontrar planetas grandes cerca de su estrella.

El sistema planetario TRAPPIST-1 (concepto del artista), a 39, 6 años luz de distancia, tiene al menos 7 planetas rocosos del tamaño de la Tierra, incluidos 3 en la zona habitable. ¿Podría alguno de ellos tener vida? Imagen vía NASA / JPL-Caltech.

Entonces, ¿cómo utilizaron los investigadores los datos de Kepler para determinar cuántos planetas potencialmente habitables del tamaño de la Tierra probablemente hay?

Diseñaron un nuevo método para inferir la tasa de ocurrencia de planetas en una amplia gama de tamaños y distancias orbitales, no solo los planetas que son el foco principal del estudio. El nuevo modelo simula "universos" de estrellas y planetas y luego "observa" estos universos simulados para determinar cuántos de los planetas habría sido descubierto por Kepler en cada "universo". Como Danley Hsu, un estudiante graduado en Penn State, además explicado:

Utilizamos el catálogo final de planetas identificados por Kepler y las propiedades estelares mejoradas de la nave espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea para construir nuestras simulaciones. Al comparar los resultados con los planetas catalogados por Kepler, caracterizamos la tasa de planetas por estrella y cómo eso depende del tamaño del planeta y la distancia orbital. Nuestro enfoque novedoso permitió al equipo tener en cuenta varios efectos que no se han incluido en estudios anteriores.

Si bien la mayoría de las estrellas que observó Kepler están típicamente a miles de años luz de distancia del sol, Kepler observó una muestra de estrellas lo suficientemente grande como para que podamos realizar un análisis estadístico riguroso para estimar la velocidad de los planetas del tamaño de la Tierra en la zona habitable de las cercanías estrellas parecidas al sol.

¿Cuántos otros mundos? ¿Cuántas civilizaciones posibles? Imagen vía Manish Mamtani.

Los resultados de este estudio ahora se pueden usar para ayudar a planificar los próximos telescopios espaciales, como el James Webb Space Telescope (JWST), que podrá estudiar las atmósferas de algunos de estos mundos y buscar signos de biomarcadores, gases como oxígeno o metano, eso podría indicar vida. De acuerdo con Ford:

Los científicos están particularmente interesados ​​en buscar biomarcadores, moléculas indicativas de la vida, en las atmósferas de planetas de aproximadamente el tamaño de la Tierra que orbitan en la 'zona habitable' de estrellas similares al sol. La zona habitable es un rango de distancias orbitales en las cuales los planetas podrían soportar agua líquida en sus superficies. La búsqueda de evidencia de vida en planetas del tamaño de la Tierra en la zona habitable de estrellas similares al sol requerirá una nueva misión espacial grande.

No hace mucho tiempo, no sabíamos si alguna otra estrella tenía planetas orbitando alrededor de ellas. Ahora hemos aprendido que la mayoría de ellos lo hacen, y cuando se trata de estrellas similares a nuestro propio sol, al menos una cuarta parte de ellos tienen mundos que podrían ser similares al nuestro ...

En pocas palabras: un nuevo estudio que utiliza datos del telescopio espacial Kepler sugiere que podría haber una gran cantidad de mundos del tamaño de la Tierra en nuestra galaxia que orbitan en la zona habitable de su estrella. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene unos 200 mil millones de estrellas en total y unos 20 mil millones de estrellas parecidas al sol. Si una de cada cuatro estrellas similares al sol tiene al menos un planeta del tamaño de la Tierra, ¡eso es 5 mil millones de mundos en nuestra galaxia solamente!

Fuente: Tasas de ocurrencia de planetas que orbitan alrededor de estrellas FGK: combinación de Kepler DR25, Gaia DR2 e inferencia bayesiana

Via Penn State News