Este astrónomo español te explica por qué hasta ahora no hemos encontrado otra Tierra

En el Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) están de enhorabuena. Su director, Ignasi Ribas, que también es investigador del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, centro del CSIC), ha sido elegido por el Consejo Europeo de Investigación de la Comisión Europea (ERC, por sus siglas en inglés) para desarrollar una ambiciosa investigación durante los próximos cinco años: mejorar la búsqueda de exoplanetas. El proyecto SPOTLESS nos ofrecerá una visión distinta del universo: no seremos capaces de ver más allá, pero vamos a entender lo que vemos.

El objetivo de esta iniciativa, que ha recibido una beca ERC Advanced Grant, el máximo reconocimiento a la excelencia científica en Europa, es encontrar "gemelos" de la Tierra, es decir, planetas muy parecidos al nuestro y que, además, orbiten alrededor de estrellas similares al Sol. Hablar de un planeta "gemelo" pasa por dos requisitos. El primero es que tenga una masa como la de la Tierra, es decir, unas dimensiones lo más parecidas que sea posible. El segundo, que se encuentre a una distancia de su estrella que haga posible la existencia de agua líquida en su superficie.

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Curiosamente, los científicos consideran que todavía no se ha encontrado ninguno que reúna estas dos características, aunque cada vez estamos más cerca. "Tenemos planetas conocidos que se parecen a la Tierra en cuanto al tamaño, pero que orbitan estrellas mucho más pequeñas y mucho más frías que nuestro Sol; y otros que orbitan estrellas como el Sol, pero que son más grandes que la Tierra. Nos falta juntar las dos cosas para encontrar auténticos gemelos de la Tierra", explica a El Confidencial el experto, que va a contar con 2,5 millones de euros para ampliar su equipo de investigación de cuatro a 12 integrantes.

Cuando se encuentren esos planetas gemelos habrá que comprobar si, además, cuentan con otras características terrestres, como la existencia de una atmósfera parecida o de agua líquida. "Eso ya sería la bomba", reconoce Ribas. Sin embargo, el primer paso es hallar los candidatos adecuados. A pesar de que hay miles de millones de estrellas que podrían constituir el corazón de un sistema solar parecido al nuestro, aún no hemos sido capaces de localizarlos. "Realmente, creemos que hay muchos, pensamos que las Tierras son abundantes ahí fuera", comenta. La teoría dice que el 10% y el 20% de las estrellas deberían tener planetas como el nuestro.

Por qué no somos capaces de encontrar nuestro 'gemelo'

Entonces, ¿por qué no aparecen? El problema está, precisamente, en el tamaño: la Tierra es muy pequeña comparada con el Sol. "Júpiter, por ejemplo, es un planeta grande dentro del Sistema Solar y hallar uno igual es más o menos fácil, pero encontrar la señal que deja un planeta como el nuestro en una estrella como el Sol es mucho más complicado usando las técnicas que tenemos hoy en día", afirma el científico. En realidad, nunca somos capaces de ver directamente los planetas. Están demasiado lejos como para hacerles una foto, así que inferimos que existen por el efecto que tienen sobre la luz que nos llega de su estrella.

"Para encontrar exoplanetas, observamos cómo cambia el brillo de una estrella, eso nos indica que hay un planeta dando vueltas a su alrededor", explica el director del IEEC. Sin embargo, un planeta tan pequeño como el nuestro provoca cambios muy leves, de manera que esa posible señal de la existencia de un planeta queda "emborronada" o "difuminada" por el ruido que genera la propia estrella. Al igual que pasa con nuestro Sol, la actividad de las estrellas lejanas varía mucho. "Hay manchas solares que crecen, rotan, se mueven o desaparecen y todos esos cambios en el brillo dificultan la posibilidad de extraer datos que revelen la existencia de un planeta como la Tierra. Por eso, llevamos décadas buscando gemelos y todavía no los hemos encontrado", añade.

La solución no pasa por construir instrumentos más precisos, sino por conseguir que los datos que nos proporcionan los actuales estén "limpios". Ese es el objetivo del proyecto SPOTLESS: entender la variabilidad propia de las estrellas, para distinguir qué parte de la señal corresponde a su brillo y qué parte se puede interpretar como indicio de la presencia de pequeños planetas. Para conseguirlo, el trabajo se dividirá en tres partes: los investigadores van a generar un modelo estrella artificial para entender todas las posibles señales que recibimos; con ella, entrenarán un sistema de inteligencia artificial; y, finalmente, introducirán datos reales para encontrar señales de planetas.

De la estrella sintética a la detección de planetas ocultos

En primer lugar, "vamos a generar una estrella sintética por ordenador y veremos cómo varía de millones de formas distintas", relata Ribas. Los datos para hacerlo proceden de diversas colaboraciones con otros investigadores que están generando modelos muy sofisticados de las emisiones de una estrella. Técnicamente, se denominan modelos magnetohidrodinámicos (MHD) y tienen en cuenta "todo lo que ocurre y, además, en tres dimensiones". Ese trabajo previo les va a permitir construir un sol artificial que varía de todas las formas posibles, un simulador "muy fiel a la realidad usando datos teóricos".

Con esa información, entrenarán una red neuronal (dentro del ámbito del machine learning, un tipo de inteligencia artificial) para que sea capaz de distinguir las señales que provienen de la actividad estelar y las que provienen de un planeta. Finalmente, suministrarán a ese mismo sistema datos reales para que pueda "limpiar la contaminación que provoca la estrella" y localizar los planetas ocultos.

En parte, esos datos procederán del telescopio espacial James Webb, a los que tendrán acceso a través de colaboraciones con prestigiosos centros de investigación como el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) de EEUU. "Algunos ya están disponibles y otros los vamos a obtener en los próximos años en el marco del proyecto", explica. Otra pieza clave que alimentará el proyecto serán los telescopios Very Large Telescope (VLT), ubicados en el Observatorio Paranal (Chile), que se encuentran entre los más grandes del mundo, y en particular el instrumento ESPRESSO.

No obstante, los científicos del IEEC tienen puestos sus ojos en 2026, cuando la Agencia Espacial Europea (ESA) tiene previsto lanzar la misión PLATO, específicamente destinada a buscar planetas gemelos de la Tierra en estrellas cercanas y brillantes. Lo hará por medio de la técnica de la observación de tránsitos, es decir, cuando un planeta pasa por delante de su estrella, generando un pequeño eclipse. "En realidad, lo que van a encontrar son candidatos a planetas gemelos de la Tierra. Para confirmar si lo son, utilizarán datos de telescopios terrestres, pero ahí también entra nuestro proyecto, porque eliminar el ruido que genera la estrella va a ser clave", apunta Ribas.

Por qué buscar otras Tierras

La cuestión es por qué queremos buscar planetas que se parezcan tanto a la Tierra, cuál es la filosofía que guía estos proyectos. ¿Alguna vez nos mudaremos a otros mundos? "La cosa está bastante mal, están todos demasiado lejos", bromea el responsable del proyecto, "es mejor cuidar nuestro planeta antes que hacer un viaje de miles de años, como mínimo". El principal motivo es la búsqueda de vida. "El único lugar de todo el universo donde sabemos con certeza que ha surgido la vida es nuestro planeta", comenta. "Si quieres ver si este fenómeno tan extraordinario ha ocurrido en otros sitios, la apuesta con mayores posibilidades de éxito es ir a buscar planetas gemelos, porque sabemos que, al menos, en un caso ha funcionado", agrega. "No es que seamos cortos de miras y pensemos que solo hay vida en gemelos de la Tierra", aclara, "sino que sabemos qué puede haberla porque aquí ha pasado, así que es una forma óptima de empezar a buscar".

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En ese sentido, "creo que esta es una investigación es relevante no solo a nivel científico, sino a nivel social, porque la pregunta de si estamos solos en el universo es muy trascendental". Desde un punto de vista filosófico, ubica a la humanidad de una nueva forma. "En el espacio, ya estamos más o menos ubicados: somos un planeta pequeñito que orbita una estrella pequeñita dentro una galaxia normal, pero queda por saber si es el único sitio donde hay vida", comenta Ribas, "espero que en unas décadas haya respuesta y que nuestro proyecto contribuya a encontrarla".