... FRAN POZUELOS (IAA-CSIC)

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La búsqueda de vida más allá de la Tierra ha cautivado la imaginación de la humanidad durante siglos. Desde los primeros telescopios que se alzaron hacia los cielos hasta las misiones espaciales más avanzadas de hoy en día, los seres humanos hemos estado obsesionados con la idea de que no estamos solos en el vasto cosmos; de que, en algún sitio, en algún lugar, existe alguien más.

¿Somos los seres vivos de la Tierra una anomalía cósmica? O, por el contrario, ¿somos solamente un paso más en la evolución del universo? Ojo, que aquí no estamos hablando de vida inteligente, eso nos daría para otros cuantos Moby Dicks y, posiblemente, para acalorados y apasionantes debates. La pregunta fundamental que perseguimos con tenacidad es: ¿estamos solos en el universo? La posibilidad de que existan otras formas de vida, ya sea en planetas distantes, lunas heladas o incluso en las profundidades de los océanos extraterrestres, nos llena de abrumadora emoción y asombro. Y es que esta búsqueda no es solo un ejercicio científico, sino también una exploración de nuestra propia identidad, de entender el lugar que ocupamos en el universo.

Y, aunque responder a esta pregunta no es una tarea sencilla, la comunidad científica ha diseñado todo tipo de experimentos para poder encontrar cualquier atisbo de vida, presente o pasada. Uno de esos métodos es el de buscar biomarcadores en las atmósferas planetarias. Pero, ¿qué son los biomarcadores? Se trata de un conjunto de gases cuya presencia en la atmósfera no se puede explicar de otra manera más que recurriendo a un origen biológico, es decir, no puede ser atribuida a un origen abiótico ni a una síntesis química natural como explicación alternativa. Por ejemplo, en el caso de la Tierra, la coexistencia del oxígeno y el metano solo puede explicarse debido a la frenética actividad biológica de nuestro planeta. En este contexto, por tanto, cuando hablamos de vida, nos referimos a algún tipo de metabolismo que deje su huella en la atmósfera del planeta que habita, al igual que hacemos los seres vivos en la Tierra.

La cuestión es que estamos alcanzando (aunque aún nos queda recorrido) la tecnología necesaria para poder distinguir esos biomarcadores (definir bien qué es un biomarcador también daría lugar a largas discusiones), que son terriblemente tenues y requieren muchísimas horas de observación y minuciosos análisis.Pero, antes de dedicarnos a buscar esos biomarcadores, el primer paso es identificar cuáles son los mejores lugares donde buscar esas señales de vida. ¿Qué quiere decir “identificar los mejores lugares”? Bueno, pues que no solo vale con buscar planetas que estén en la zona habitable de sus estrellas, ni buscar análogos a la Tierra: tenemos también que pensar en cómo optimizar las observaciones, es decir, pensar dónde será más fácil ver esas bioseñales, si es que existen.

En este contexto nació a finales de 2017 el proyecto pionero SPECULOOS (Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars), acrónimo que responde a “búsqueda de planetas habitables que eclipsan estrellas ultrafrías”. Con masas que varían entre el 7% y el 10% de la del Sol, estas estrellas del tamaño de Júpiter se encuentran en la parte más extrema de la secuencia principal, presentan temperaturas oscilan entre 2300 y 2900 grados y sus luminosidades son inferiores al 0,1% de la solar. Estas propiedades hacen que sus zonas habitables correspondan a órbitas de solo unos pocos días, maximizando así la probabilidad y frecuencia de tránsitos de un posible planeta templado. Además, planetas del tamaño de la Tierra orbitando estas pequeñas estrellas producen tránsitos de aproximadamente el 1%, lo que está al alcance de los telescopios terrestres. Todas estas características hacen que este sea el tipo de planeta donde más fácil es detectar biomarcadores.

SPECULOOS es la evolución del proyecto TRAPPIST, el prototipo que funcionó entre 2011 y 2016 y encontró el famoso sistema TRAPPIST-1, que contiene siete planetas tipo Tierra, tres de ellos en la zona habitable, formando una cadena de resonancia. Estos planetas encabezan todas las listas de posibles mundos habitables, y son los primeros planetas, fuera del Sistema Solar, cuyas atmósferas serán sondeadas en busca de señales de vida. Una prueba de ello es que se trata del sistema planetario que más horas de observación está recibiendo con el telescopio espacial James Webb. TRAPPIST-1 es, por tanto, la prueba del gran potencial que tiene el proyecto SPECULOOS para encontrar posibles mundos habitables, o incluso, habitados.

Este proyecto está liderado por la Universidad de Lieja (Bélgica), y también participan en él las universidades de Cambridge y Birmingham en el Reino Unido, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, y la Universidad de Berna en Suiza. Cuenta con un catálogo de unas mil setecientas de estas estrellas que se encuentran a menos de cuarenta pársecs (o unos ciento treinta años luz) de nosotros, y que son monitoreadas para buscar planetas en tránsito con seis telescopios de un metro repartidos por observatorios tanto del hemisferio norte como sur. Estos telescopios están especialmente diseñados para tener una gran precisión fotométrica en el infrarrojo cercano, donde más emiten estas pequeñas estrellas rojas. Cada una de estas estrellas deberá ser observada unas doscientas cincuenta horas para barrer por completo su zona habitable; es decir, en total, para completar el proyecto se necesitarán en torno a quince años. Lo que es mucho tiempo. Cabe entonces preguntarnos ¿no es posible acelerar este proceso de búsqueda? La respuesta es sí, y para ello usamos el telescopio espacial TESS de la NASA.

La misión TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) fue lanzada a mediados de 2018 con el objetivo principal de buscar exoplanetas pequeños, de entre una y cuatro veces el tamaño de la Tierra, transitando estrellas brillantes y cercanas. Después de cinco años de operaciones, TESS, operando con sus cuatro cámaras de alta sensibilidad y habiendo observado casi un 90% del cielo, ha dejado claro que es un cazador de planetas extraordinario. En este tiempo ha descubierto unos cuatrocientos planetas, ha generado pistas sobre la existencia de otros siete mil candidatos que la comunidad científica escudriña para poder confirmar, y ha producido datos públicos de varios cientos de miles de estrellas.

La unión de puntos parece obvia: TESS encontrará planetas orbitando estrellas ultrafrías mucho más rápido que SPECULOOS. Pues no, no es así. A pesar de todos los datos que TESS ofrece, sus cámaras no están optimizadas para observar en el infrarrojo cercano, lo que hace que, aunque haya observado casi todas las estrellas del proyecto SPECULOOS, la precisión fotométrica que alcanza, es decir, la calidad de los datos, no es tan precisa como para encontrar de forma “evidente” planetas pequeños orbitando estas estrellas. La señal que estos planetas producen en estos datos es extremadamente baja, apenas un poco por encima del ruido. Esto hace que los softwares de búsqueda oficiales de TESS sean ciegos a estos planetas. Y justamente aquí nace nuestra oportunidad, ¿y sí somos capaces de refinar y mejorar el proceso de búsqueda lo suficiente como para detectar planetas en tránsito en estos datos con muy baja señal-ruido?

Se puede decir que este, justamente este, ha sido mi Moby Dick durante los últimos cinco años. Tiempo durante el cual he liderado un equipo de trabajo donde, a base de muchas pruebas y desarrollo de algoritmos, hemos creado un software de búsqueda de tránsitos planetarios optimizado de tal manera que podamos encontrar planetas tipo terrestre orbitando estrellas ultrafrías del catálogo de SPECULOOS usando datos de TESS. Un software al que hemos llamado SHERLOCK. Este software promete acelerar el ritmo de detecciones del proyecto SPECULOOS un 50%, lo que nos permitirá tener una lista de varios sistemas óptimos donde buscar biomarcadores cuando la próxima generación de grandes telescopios vea su primera luz al final de esta década, y donde el europeo de casi cuarenta metros, el Extremely Large Telescope, jugará un papel fundamental. Habremos puesto, así, nuestro granito de arena, para responder a la gran pregunta de si estamos solos en el universo.

Sea cual sea el desenlace final, tanto si encontramos indicios de vida en otros mundos como si no, cabe recordar las palabras del genial escritor de ciencia ficción Arthur C. Clarke: “Existen dos posibilidades: o estamos solos en el universo o no lo estamos. Ambas son igualmente aterradoras”.