Son astrónomos mexicanos 'cazadores' de exoplanetas

Ciudad de México.- A unos 20 años luz de la Tierra, en la constelación de Pegaso, el astrofísico Salvador Curiel Ramírez (Ciudad de México, 1957) y tres colegas "cazaron" a su segundo exoplaneta.

Referido como GJ896Ab, es un gigante gaseoso de poco más de dos veces la masa de Júpiter.

En la "caza" de exoplanetas, de los cuales al día de hoy se han encontrado alrededor de 5 mil, subyace el deseo de contestar cuestiones como por qué el sistema solar es como es; por qué hay vida en la Tierra, o al menos por qué nuestro planeta es el único donde -hasta donde sabemos- hay vida.

"Se están buscando planetas que tengan características similares a la Tierra en órbitas adecuadas para que se pueda dar la vida, para tratar de contestar la pregunta ¿hay vida en otros lugares?", refrenda el científico del Instituto de Astronomía de la UNAM, quien opina que en los próximos 10 años se podría triplicar o cuadruplicar el número de planetas encontrados fuera de nuestro Sistema Solar.

"Y no estoy hablando de monitos verdes o de ovnis y ese tipo de cosas; no, simplemente vida. Ni siquiera sabemos si hay vida en el Sistema Solar fuera de la Tierra, todavía no estamos seguros; hay posibilidades, pero no estamos seguros", agrega.

"No se espera encontrar este tipo de planetas alrededor de este tipo de estrellas", subraya Curiel Ramírez sobre el hallazgo, que tendría implicaciones importantes en la teoría de formación de planetas. "Los modelos actuales no pueden explicar la estructura que nosotros encontramos".

¿Cómo detectaron a GJ896Ab?

Si bien la astrometría en longitudes de onda de radio -con la que no se habían hallado exoplanetas antes del trabajo de Curiel Ramírez y su grupo- permite saber la masa de un planeta y su órbita, no es una técnica con la cual se pueda observar al astro directamente.

Es decir, los investigadores no han visto a GJ896Ab, sino que, mediante este método de detección indirecta, han inferido su presencia a partir de estudiar la estrella en torno a la cual orbita, midiendo el apenas perceptible bamboleo que se produce por la interacción entre ambos objetos.

"Son movimientos pequeñísimos debidos al jalón gravitacional del planeta", recalca Curiel Ramírez.

"Si observamos una estrella en varias épocas a lo largo del año o a lo largo de varios años y detectamos un movimiento similar, podemos automáticamente concluir que esta estrella tiene al menos un objeto de masa pequeña que está girando en torno a la estrella", explicaría a inicios del año pasado la astrónoma y astrofísica Gisela Ortíz León, parte de este grupo de investigación (REFORMA 11/01/2021).

Tales observaciones se realizaron con el Arreglo Interferométrico de Base muy Larga (VLBA, por sus siglas en inglés), un sistema de 10 antenas de radio, o radiotelescopios, que trabajan como un solo instrumento y son operadas desde Socorro, Nuevo México, en Estados Unidos.

Entonces, a partir de observaciones en una frecuencia o longitud de onda de entre 6 y 8 centímetros, el grupo midió el cambio de posición de la estrella en diferentes épocas, a lo cual restó tanto el movimiento propio del astro como el paralaje -un movimiento aparente debido a la rotación de la Tierra alrededor del Sol-.

"Si uno le quita estos dos movimientos, sólo se quedan lo que llamamos residuos, que es lo que contiene la señal del planeta", expone el investigador del Instituto de Astronomía.

"Si encontramos que esos residuos son grandes, y que tienen además un patrón bien definido en función del tiempo, eso ya nos dice que seguramente hay algo", continúa. "Y, entonces, ya nada más es poder encontrar a qué corresponde, cuál es el origen de ese bamboleo".

En este caso, publicado hace unas semanas en la revista The Astronomical Journal, los investigadores determinaron que se trataba del referido exoplaneta, en un sistema observado por cerca de una década desde el VLBA, pues Curiel Ramírez partió del trabajo que colegas habían realizado previamente, sin que en ese entonces se publicara algún resultado significativo.

"Me entró la curiosidad, bajamos los datos, los procesamos, y ahí fue donde me di cuenta que había una posible señal. Entonces, mandamos propuestas al VLBA solicitando más tiempo de observación para confirmar la posible señal", relata el físico y astrónomo.

"Conseguimos el tiempo, y entonces nos dimos cuenta de que con las nuevas observaciones, después de como cinco o seis años, seguía estando ahí la señal. Eso quería decir que era real".

Aunque otros trabajos previos, como 80 años de información de observaciones ópticas al sistema binario, permitieron recrear la estructura tridimensional de la estrella y de la órbita del planeta, lo que se había intentado anteriormente en el VLBA en realidad constituyó un obstáculo en un primer momento.

"Eso fue algo que jugó en contra nuestra, porque las primeras propuestas que enviamos al VLBA nos las rechazaron porque decían: 'Ustedes no son los primeros que lo intentan; lo han intentado y nadie ha encontrado nada. No se pueden encontrar planetas, por lo menos con los instrumentos actuales'.

"Pero nosotros insistimos e insistimos, hasta que logramos convencerlos de que nos dieran la oportunidad de intentarlo. Nos dieron unas pocas épocas, pocas horas de observación, y con eso sacamos el primer planeta. Ahí demostramos que sí se puede hacer", destaca Curiel Ramírez. "Ahora encontramos el segundo, y ya encontramos señales de otros posibles planetas. Y ahí vamos, poco a poco".

Los planes a futuro para buscar más exoplanetas

La idea original de Salvador Curiel Ramírez, hace unos seis o siete años, era buscar exoplanetas a partir de los datos de Gaia, satélite en órbita que también se vale de la astrometría y del que se esperan aportes importantes a la revolución exoplanetaria. Sin embargo, todavía es necesario esperar para tener acceso a tales datos.

Inquieto, el científico determinó que no esperaría, y recordando sus orígenes de radioastronomía, vio que con radiointerferómetros como el VLBA se podía obtener la precisión adecuada para detectar planetas.

"Entonces, decidí intentarlo con estrellas jóvenes tipo T Tauri (variables e irregulares). Ahí fue donde empezamos; invité a varios investigadores a que se unieran al grupo de trabajo, y empezamos a trabajar", recuerda el titular del equipo, que hace tres años publicó su primera detección de dos enanas cafés -objetos de masa subestelar-.

Luego resolvió que también era posible realizar esto con estrellas de baja masa, y comenzó a identificar candidatos, a realizar un catálogo de posibles estrellas que se pudieran observar. Y de la propia base de datos del VLBA eligió una docena que ya registraban más de 10 observaciones, incluidas aquellas en las que encontraron sus dos exoplanetas.

"Ahorita estamos trabajando con unas cuatro o cinco estrellas, pero ésta (GJ896AB) fue la que más me gustó, porque además era todo un reto poder resolver el problema del sistema binario, estar seguro de que la señal era de un planeta girando alrededor de la estrella principal.

"Fue todo un reto, y entonces me centré en este sistema. Dije: 'Hasta no sacarlo, dejo todo lo demás a un lado', y ya por fin sacamos el artículo. Y entonces ahora ya estamos trabajando con otras estrellas", expresa Curiel Ramírez.

De hecho, en una de ellas hay una señal clarísima, confía el investigador del Instituto de Astronomía, con la impresión de haber dos posibles planetas orbitando alrededor del astro.

"Si sí encontramos los dos planetas, va a ser algo, otra vez, totalmente nuevo. Dos planetas alrededor de una estrella de muy baja masa, y los dos, seguramente, si son reales, son planetas tipo Júpiter. Va a ser el primer sistema con dos planetas encontrado con observaciones de radio", estima.

¿Y para qué sirve hallar exoplanetas?

En la caza de exoplanetas, de los cuales al día de hoy se han encontrado alrededor de 5 mil, subyace el deseo de contestar cuestiones como por qué el sistema solar es como es; por qué hay vida en la Tierra, o al menos por qué nuestro planeta es el único donde -hasta donde sabemos- hay vida.

Junto con la explosión de nuevos planetas la siguiente década, ¿cree que llegaremos a tener tal confirmación de vida extraterrestre?

No sé si confirmación de vida, pero tal vez sí confirmación de que la química de la atmósfera de algunos planetas podría ser adecuada para que hubiera vida en el planeta.

También hay que mantener la mente abierta en cuanto a que, bueno, a lo mejor hay otro tipo de evolución, otro tipo de vida, otro tipo de planetas, y las señales pueden ser distintas. Son el tipo de cosas para las que hay que tener la mente abierta y ser capaces de identificar.

Consciente de que se trata de un tipo de investigaciones cuyo beneficio a la sociedad puede tardar en llegar, Curiel Ramírez enfatiza el aporte inmediato a la ciencia básica, con la emergencia de nuevas interrogantes sobre lo que los científicos ya tenían por dado, como el sorprendente caso de un planeta orbitando una estrella en un sistema binario.

"Esto trae dolores de cabeza para la gente que hace los modelos de formación de planetas y de estrellas, de sistemas binarios, porque la configuración que estamos encontrando no tiene nada que ver con lo que uno esperaría", insiste el investigador.

"Son cosas que todavía no sabemos porque no nos habíamos topado con ellas. Hasta que uno no las encuentra uno tiene que buscar la manera de explicarlas, de entender qué está sucediendo. Y así es como avanza la ciencia: con más preguntas que respuestas", concluye.