Astrónomos buscan vida en el tránsito de un planeta terrestre en zona habitable

Un grupo de investigadores del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) y de la Universidad de Tokio, entre otros, ha observado el tránsito del planeta K2-3d usando el instrumento MuSCAT en el telescopio de 188 centímetros del Observatorio Astrofísico de Okayama.

Un tránsito es un fenómeno en el que un planeta pasa delante de su estrella madre, bloqueando una pequeña cantidad de luz de la estrella, como una sombra del planeta. Aunque previamente se ha observado el tránsito de miles de planetas extrasolares, K2-3d es importante porque hay una posibilidad de que podría albergar vida extraterrestre.

Al observar su tránsito precisamente utilizando la próxima generación de telescopios, como el TMT, los científicos esperan poder buscar en la atmósfera del planeta moléculas relacionadas con la vida, como el oxígeno.

Con sólo las observaciones anteriores desde telescopios espaciales, sin embargo, los investigadores no pueden calcular el período orbital del planeta con precisión, lo que hace más difícil predecir los tiempos exactos de los tránsitos futuros. Este grupo de investigación ha logrado medir el período orbital del planeta con una alta precisión de unos 18 segundos.

Esto mejoró considerablemente la precisión de pronóstico para los tiempos de tránsito futuros. Así que ahora los investigadores sabrán exactamente cuándo observar los tránsitos utilizando la próxima generación de telescopios. Este resultado de la investigación es un paso importante hacia la búsqueda de la vida extraterrestre en el futuro.

K2-3d es un planeta extrasolar a 150 años luz de distancia que fue descubierto por la misión K2 de la NASA (la segunda luz del telescopio Kepler). El tamaño de K2-3d es 1,5 veces el tamaño de la Tierra. El planeta orbita su estrella anfitriona, que es la mitad del tamaño del Sol, con un período de unos 45 días. Comparado con la Tierra, el planeta orbita cerca de su estrella anfitriona (aproximadamente 1/5 de la distancia Tierra-Sol).

Pero, debido a que la temperatura de la estrella anfitriona es menor que la del Sol, los cálculos muestran que esta es la distancia correcta para que el planeta tenga un clima relativamente cálido como el de la Tierra. Existe la posibilidad de que el agua líquida pueda existir en la superficie del planeta, elevando la tentadora posibilidad de vida extraterrestre.

La órbita de K2-3d está alineada de modo que, como se ve desde la Tierra, transita (pasa por delante) de su estrella anfitriona. Esto provoca disminuciones cortas y periódicas en el brillo de la estrella, ya que el planeta bloquea parte de la luz de la estrella. Esta alineación permite investigar la composición atmosférica de estos planetas mediante una medición precisa de la cantidad de luz de las estrellas bloqueada a diferentes longitudes de onda.

Cerca de 30 planetas potencialmente habitables que también tienen órbitas en tránsito fueron descubiertos por la misión de Kepler de la NASA, pero la mayoría de estos planetas orbitan estrellas más débiles y distantes. Debido a que está más cerca de la Tierra y su estrella anfitriona es más brillante, K2-3d es un candidato más interesante para los estudios de seguimiento detallados.

La disminución de brillo de la estrella de acogida causada por el tránsito de K2-3d es pequeña, sólo 0,07%. Sin embargo, se espera que la próxima generación de grandes telescopios será capaz de medir cómo esta disminución de brillo varía con la longitud de onda, lo que permite investigar la composición de la atmósfera del planeta. Si la vida extraterrestre existe en K2-3d, los científicos esperan ser capaces de detectar moléculas relacionadas con ella, como el oxígeno, en la atmósfera.

Usando el Telescopio Reflector Okayama de 188 centímetros y el instrumento de observación MuSCAT, el equipo observó un tránsito de K2-3d por primera vez con un telescopio en tierra. Aunque una disminución de 0,07% de brillo está cerca del límite de lo que se puede observar con telescopios basados en tierra, la capacidad de MuSCAT de observar tres bandas de longitud de onda simultáneamente aumentó su capacidad de detectar el tránsito.

Al volver a analizar los datos de K2 y Spitzer en combinación con esta nueva observación, los investigadores han mejorado mucho la precisión de la efemérides, determinando el período orbital del planeta en aproximadamente 18 segundos (1/30 de la incertidumbre original). Esta efeméride de tránsito mejorada asegura que cuando la próxima generación de telescopios grandes se pongan en línea, sabrán exactamente cuándo observar los tránsitos. Por lo tanto, estos resultados de la investigación ayudan a allanar el camino para futuras encuestas de vida extraterrestre.