Resumen: Una especie de investigador puede ahora dar nueva vida al aura de un paciente nómada que busca en el horizonte los signos de un nuevo mundo. El astrónomo Bill Cochran del Observatorio McDonald discute cómo un telescopio del oeste de Texas ha comenzado a apuntarse descubrimientos de planetas extrasolares.





Por Kay Randall, Universidad de Texas

“Cuando uno descubre un nuevo sistema planetario, queda abrumado y se sienta y piensa: aquí hay un mundo completamente nuevo, y soy el único que sabe de él en este momento”. -- Dr. Bill Cochran. Crédito: Marsha Miller

Culpemos al programa de TV “Los Supersónicos”, o quizás a la película “Bladerunner”, pero de algún modo algunos de nosotros adoptamos la noción, allá por los ‘70 y los ‘80, que el futuro llegaría a ser más “futurístico”. Ya bien entrado el siglo XXI nos preguntamos: “¿Dónde están los automóviles voladores y los transbordadores que hacen cada hora el viaje Tierra-Luna; y los locales de Burger King, los penthouses y los centros comerciales de Marte?”.

Es como si hubiéramos dejado de lado el lado atractivo de la ciencia. O quizás solamente parezca que es así.

Si uno logra arrinconar a un astrónomo como el Dr. Bill Cochran y habla con él por una o dos horas, sucede que de pronto la vida en el espacio exterior, por ejemplo, no parece ser tan improbable. Cochran, quien es científico investigador principal en el Departamento de Astronomía del Colegio de Ciencias Naturales en la Universidad de Texas, Austin, cree que es una época emocionante para estar estudiando el cielo y las estrellas, y que el futuro está mucho, mucho más cerca, que lo que la mayoría de nosotros piensa.

“La Tierra es un planeta que gira alrededor de una estrella muy común y aburrida, el Sol,”, dice Cochran. “Y hay literalmente millones de otras estrellas como nuestro Sol tanto aquí cerca como muy lejos en la galaxia. No hay razón para pensar que no exista un planeta tipo Tierra con vida girando alrededor de al menos una de esos millones de otras estrellas. El descubrimiento de nuevos planetas es el primer paso para encontrar vida en el espacio exterior. No sé si la gente promedio comprende cuán probable es que la vida existió o existe en otros planetas, allí afuera”.

Ciertamente, la frase “vaquero cósmico” tiene un tono trillado, pero hay definitivamente un aura solitaria de romance y una cualidad de renegado en alguien como Cochran, quien es un moderno explorador del infinito.

En los 15 años en que Cochran ha sido un cazador de planetas, ha descubierto seis de ellos fuera de nuestro sistema solar. Solamente en el año 2000, en el encuentro de la Unión Astronómica Internacional se anunciaron nueve descubrimientos de planetas, y el equipo de investigación de Cochran pudo ufanarse de uno de esos hallazgos.

Para los físicos y otras personas que están siguiendo los avances a la velocidad del rayo de la exploración espacial y se maravillan con las sobrecogedoras imágenes de Saturno tomadas por el orbitador Cassini o por el renovado interés de la NASA en la exploración de Mercurio, estos son días de milagro y maravilla, un renacimiento que recuerda la misión Apolo 11 y la caminata en la Luna.

De acuerdo con Cochran, los recientes descubrimientos de planetas gigantes tipo Júpiter o Saturno que giran alrededor de lejanas estrellas parecidas a nuestro Sol son un primer (y muy importante) paso para responder la gran pregunta: “¿Hay vida allá afuera?”.

“El paso siguiente es encontrar planetas más pequeños, tipo Tierra, alrededor de esas estrellas”, dice Cochran, “pero el asunto no es tan simple como el poner a un telescopio en la dirección correcta y tomar una foto. Uno llega a ello en una forma bastante indirecta, y el proceso necesita de un montón de paciencia”.

Mirando hacia atrás, no se ven signos de civilización en el planeta, solamente agua y nubes. Crédito: NASA

Para llevar a cabo esta segunda etapa del descubrimiento de planetas, Cochran está trabajando con la NASA en la Misión Kepler, que está prevista para su lanzamiento en 2007 y buscará planetas tipo Tierra alrededor de estrellas más allá de nuestro sistema solar.

Kepler estará surcando los cielos como un espía celeste, tomando imágenes de la constelación del Cisne, un área enorme de la Vía Láctea que muchos observadores nocturnos de estrellas conocen como la Cruz del Norte.

La nave realizará mediciones del brillo de 170.000 cada tres segundos, y estas mediciones dirán a Cochran y el resto del equipo de investigación de Kepler si hay una disminución en el brillo. Si esta disminución dura unas horas y vuelve a ocurrir en intervalos regulares, Cochran podrá deducir que la estrella tiene un planeta girando a su alrededor. A medida que el planeta pasa entre su estrella materna y el telescopio, bloqueará un poco de la luz de la estrella por un corto lapso. A causa de la regularidad de una disminución periódica, Cochran podrá predecir cuándo se verá nuevamente al planeta y podrá determinar su tamaño y su órbita.

Esta técnica y el concepto alrededor del cual se construye el equipo de fotografía de Kepler pueden sonar familiares a cualquiera que haya tomado lentes oscuros y observado el poco común tránsito de Venus frente al Sol, el 8 de junio de este año. Durante el breve lapso en que Venus se movió a través de la línea de visión entre el observador y el Sol, se pudo mirar al Sol y ver un pequeño punto negro orbitando lentamente y bloqueando un poquito de la luz del brillante disco.

En un universo rebosante de estrellas, resulta difícil imaginar que la vida no existe en ningún otro lado. Crédito: NASA/ STScI/ ESA

Kepler está también siendo diseñado para detectar planetas en una órbita como la de la Tierra a aproximadamente la misma distancia de su estrella que la que separa a la Tierra del Sol. Con una medición de la órbita del planeta y con información sobre la estrella del planeta, los científicos pueden determinar si el planeta tiene agua líquida sobre su superficie y, quizás, albergar vida.

“Con Kepler, estaremos observando 170.000 estrellas”, dice Cochran, “y si cada estrella como nuestro Sol tiene un planeta como la Tierra orbitando alrededor de ella, entonces estadísticamente deberíamos encontrar entre 30 a 50 planetas tipo Tierra a distancias similares a la de la Tierra de sus estrellas. Si no vemos ninguno cuando esperamos ver de 30 a 50, entonces tendremos un resultado terriblemente significativo, muy importante y realmente sorprendente”.

Si Cochran parece indebidamente obsesionado con distancias y órbitas tipo Tierra, es porque la mayoría de los científicos están de acuerdo en que la “vida”, por definición, está basada en el carbono y requiere agua, y que las formas de vida se encontrarán en un ambiente planetario que se aproxime al delicado balance que se encuentra en la Tierra. Si un planeta está demasiado lejos de su estrella y está congelado o está demasiado cerca de su estrella, como el fiero Mercurio, y es demasiado caliente para tener agua, entonces los científicos dicen que el planeta no se encuentra en una zona habitable.

“¿Por qué la “vida” en otros planetas tiene que significar lo mismo que la vida sobre la Tierra?”, pregunta Cochran. “Bien, aunque no sabemos todo lo que hay que saber sobre el espacio exterior, sí sabemos sobre química. Conocemos todos los elementos que existen naturalmente y en qué combinaciones se pueden colocar esos elementos; y sabiendo todo éso, tenemos razones para creer que la vida en otros lados se parecería a la vida que hay aquí. Algunas personas han tratado de argumentar sobre la vida basada en silicio en otro planeta, pero no se pueden construir con el silicio las hermosas largas cuerdas de moléculas que se logran con el carbono. Sencillamente, nadie ha podido lograr un buen argumento para la otra parte”.

Una ilustración de la nave espacial Kepler. Crédito por la imagen: NASA/Ames

Para determinar si las formas de vida basadas en el carbono pueden existir en uno de estos planetas más pequeños, las imágenes obtenidas por Kepler son solamente una parte de la ecuación. Una vez que Kepler haya identificado a los prometedores planetas tipo Tierra, el paso siguiente será examinar la luz que haya pasado a través de la atmósfera del planeta y analizarla, en busca de evidencia de vida.

Cuando Cochran describe la herramienta que él usa para detectar la presencia de planetas y estrellas, se pone tan animado como un chico con el mejor juguete del barrio. Lo que no debe resultar sorprendente, ya que lo mejor es precisamente lo que tiene.

“Hace aproximadamente una década se comenzaron a construir telescopios extremadamente grandes que se encontraban en el rango de los 100 a 200 millones de dólares”, dice Cochran. “Aquí en la Universidad de Texas comprendimos rápidamente que para ser competitivos con el resto del mundo necesitábamos tener un gran telescopio propio. No podíamos permitirnos un gasto de 200 millones, que es lo que sería necesario si seguíamos con el diseño común que otros estaban utilizando. Así que decidimos romper el molde, hacer algo “no común” y no construir un telescopio para propósitos generales. Intencionalmente, “lisiamos” al telescopio, cortando drásticamente los costos y construimos uno que hace solamente una cosa, y la hace realmente muy, muy bien”.

Construido por un consorcio de cinco universidades, con la Universidad de Texas en Austin como el socio principal, el Telescopio Hobby-Eberly (HET = Hobby-Eberly Telescope) está ubicado en el Observatorio McDonald en las Montañas Davis al oeste de Texas, y es capaz de recoger hasta 10 veces tanta luz como los otros telescopios del observatorio.

Resultado de una idea creativa de dos astrónomos de la Universidad Estatal de Pennsylvania, el HET ostenta un diseño completamente revolucionario que redujo el costo a apenas un 15 a 20 por ciento de los otros telescopios de su clase sin reducir su funcionabilidad. A diferencia de otros telescopios todo propósito tales como los cuatro construidos en Chile por un consorcio de naciones europeas, el HET no puede apuntar a todos los puntos del cielo, pero en cambio siempre está apuntando, mientras rota, a 35 grados del cenit.

Esta “limitación” de cubrir alrededor del 70 por ciento del cielo hizo bajar el costo a mucho menos de 100 millones de dólares y aún así permite a los científicos recoger los datos que necesitan. Las estrellas salen en el este y se mueven a través del cielo, poniéndose en el oeste. En algún momento durante la noche, la mayoría de las estrellas pasa por la zona de visión del HET y pueden ser observadas por alrededor de 45 minutos durante cada tránsito.

El tirón gravitatorio de un planeta desconocido hace que una estrella se bambolee. A medida que la estrella se mueve hacia el observador, la longitud de onda de la luz de la estrella es comprimida y se vuelve más azul. Cuando la estrella se aleja del observador, la longitud de onda se alarga y la luz se vuelve más roja. Crédito: exoplanets.org

“Ésta es la gran innovación que hizo que este telescopio fuera pagable”, dice Cochran. “Otra nueva característica del HET que también lo hizo menos caro es que en lugar de tener un espejo enorme o un pequeño número de espejos algo grandes, construimos en enorme número de espejos pequeños. Todos miden aproximadamente un metro, así que son muy fáciles de construir y mantener y son completamente intercambiables. El castigo que hubo que pagar es que no podemos tomar fotografías detalladas con el telescopio. Nos pareció bien lanzar esta tarea por la borda y dejar que otros telescopios en mejores lugares, y que ya lo están haciendo mejor, para realizarla. El HET está construido para ser excelente en otra área, y en esa área somos líderes mundiales”.

El área a la que se refiere Cochran es la medición muy precisa de la velocidad de una estrella cuando tanto el planeta como la estrella orbitan alrededor de un punto imaginario entre ellos llamado centro de gravedad. Los cazadores de planetas tienen una pequeña desventaja al no poder simplemente apuntar un telescopio y ver a los planetas que puedan orbitar alrededor de estrellas fuera de nuestro sistema solar. Una vez más, deben ser utilizados un método indirecto de detección y poderes de deducción basados en evidencia científica.

Si un planeta orbita la estrella, habrá signos indicadores de ello en la órbita de la propia estrella vista desde la Tierra; parecerá que se tira de la estrella y se bamboleará ligeramente por la influencia del planeta invisible. Una serie de mediciones realizadas por el HET de la estrella cuando se mueva hacia nosotros y luego cuando se esté alejando cuando recorre su órbita, le indicará a los astrónomos si uno o más planetas están presentes.

Aunque el tecnológicamente avanzado y parecido a una catedral HET proporciona los medios para localizar nuevos planetas, un aspecto caprichoso final del telescopio que no tiene nada que ver con su estructura, está probando ser su mejor característica. A diferencia de otros grandes telescopios, es HET está disponible para los astrónomos a través de algo conocido como “programación en cola” el cien por cien del tiempo.

Eso significa simplemente que, en lugar de reservar tiempo de visión en el observatorio y viajar físicamente a Texas para operar el telescopio, los astrónomos pueden entregar una lista de proyectos a un astrónomo residente en HET. A los proyectos se les asigna una prioridad alta o baja, y el astrónomo y operador de telescopio residente elige el proyecto que esté mejor adaptado a las condiciones del tiempo y a la fase lunar de una noche dada.

“Ésto hace que HET sea verdaderamente superior”, dice Cochran. “Funciona muy bien para la detección de planetas porque no estoy limitado a recoger datos en una noche que me fue asignada hace seis meses, cuando el tiempo puede empeorar o alguna otra cosa suceda, y también puede darse en alguna otra noche al azar dentro de un mes cuando, nuevamente, las condiciones no sean las que yo necesito. Puedo, si lo necesito, tener 15 o 20 minutos cada noche, por ejemplo, para tomar ventaja de ocasiones de visión óptima. Los astrónomos controlan la agenda, en lugar de que la agenda les dicte lo que pueden lograr”.

Cochran atribuye algo de la eficiencia y rapidez con la que ahora está localizando nuevos planetas a la programación en cola. En julio, Cochran estuvo nuevamente en los titulares de los periódicos con el descubrimiento del primer planeta fuera del sistema solar utilizando el HET.

“Si el HET hubiera empleado un sistema de agendado “normal”, dice Cochran, nos habría llevado uno o dos años confirmar la existencia de este planeta”.

El reciente descubrimiento por parte de HET de un planeta líricamente llamado HD 3760b en la constelación de Orión produjo una emoción especial en Cochran. Era una prueba evidente de que un telescopio que es todavía el nuevo chico del barrio ha encontrado su paso y se está comportando en la forma en que debiera.

“Construir al HET en forma económica fue muy difícil, y el equipo de HET ha trabajado muy duro a lo largo de los dos últimos años para hacer que funcionara de acuerdo con las especificaciones”, dice Cochran. “Este último planeta hallado es una verdadera victoria y muestra a todos el poder de la programación en cola. Cuando le dije a nuestro astrónomo residente que necesitaría nuevos datos cada tres días durante dos semanas, por ejemplo, él pudo hacerlo. Ahora, somos los mejores del mundo haciendo esto.

La Tierra como la vio al partir la nave Voyager: un diminuto y pálido punto azul. Crédito: NASA

Para Cochran, la promesa del futuro es irresistible y las pasadas victorias lo hacen audaz en sus predicciones para lo que aguarda justo más allá del horizonte. Cochran dice que todo indica que en lo que le queda de vida, se encontrarán planetas tipo Tierra alrededor de estrellas tipo Sol. Estos planetas terrestres estarán en la zona habitable, donde el agua puede existir en forma líquida sobre la superficie y puede ocurrir la fotosíntesis. Cree que los astrónomos fotografiarán a esos planetas y determinarán la naturaleza de sus atmósferas. ¿Y habrá vida en alguno de esos planetas?. Hay una sugerencia de un “sí” en sus labios, pero vacila y dice: “por supuesto que espero éso”.

Para los científicos como Cochran, la prueba de que todos esos planetas tipo Tierra no son habitables sería algo igualmente asombroso y digno de reflexión.

“La mera existencia de vida allá afuera, ya sea avanzada, “inteligente” o de cualquier tipo, es de tremenda importancia”, dice Cochran. “Por otro lado, si no hubiera vida, sería casi aterrador”. Si los que estamos aquí representamos la única vida que existe en nuestra galaxia, deberemos preguntarnos por qué. ¿Por qué es especial este lugar?. De cualquier forma, habremos abierto cosas que estarán más allá de la ciencia y se aventurarán en la filosofía, en la religión, y en otras cosas”.

Por ahora, Cochran está contento con dejar esas meditaciones a los teólogos y disfrutar de una carrera que se está disparando hacia el cielo llevándolo a miles de años luz por nuestra galaxia. Ha sido bendecido con un equipamiento de primera, con colegas bien dotados y con un crecimiento del interés público en la astronomía y la exploración espacial que da un toque extra de pimienta y emoción a sus increíbles descubrimientos.

“Es un tiempo maravilloso para estar trabajando en esto”, dice. “Uno se para bajo un cielo nocturno, mira hacia arriba y ve una estrella. Esa estrella tiene algunos planetas a su alrededor y uno se dice a sí mismo: los encontramos aquí mismo en la Universidad de Texas. Es grandioso”.