El misterio de la vida en el espacio pasa por Granada

Investigadores de la UGR y del Instituto de Astrofísica de Andalucía participan en un hallazgo histórico para la humanidad:dos planetas que podrían albergar agua | Orbitan la estrella Teegarden, ubicada en el sistema estelar número veinticuatro más cercano al nuestro, a 'sólo' 12,5 años luz de la Tierra

Juan Carlos Suárez, en su despacho del edificio Mecenas, junto a la Facultad de Ciencias de Granada / J. E. C.
José E. Cabrero
JOSÉ E. CABREROGranada

Imagine uno de esos mapas que los detectives de las películas utilizan para descifrar un caso: fotos de personas, hilos de colores unidos por chinchetas, lugares marcados con un interrogante... Ahora, cambie las personas por planetas y los hilos por galaxias. Las preguntas se quedan. Frente a usted, el caso más grande al que se ha enfrentado la humanidad:el origen de la vida en el universo. Cada descubrimiento que se añade a este mapa conceptual nos aleja un poco más de la ignorancia. La última foto que hemos puesto, la última pista, es tremenda: dos planetas en los que podría haber agua. Vida. Y, entre los detectives que descifran el misterio, Granada.

A partir de ahora, si miran a 12,5 años luz en la dirección correcta, observarán cómo orbitan alrededor de la estrella Teegarden dos planetas de masas similares al nuestro. Para encontrar esa pequeña aguja cósmica, hacía falta una lupa muy cualificada: CARMENES. CARMENES es un instrumento codesarrollado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía, en Granada, con una misión preclara:cazar planetas. Este aparato, ubicado en el Observatorio de Calar Alto, es un espectógrafo de alta resolución formado por dos brazos, uno para observar la longitud de onda del infrarrojo y otro para ver, como si fuera un ojo normal. Como el Depredador de la película: «La característica única de nuestro instrumento, que le permite observar simultáneamente en el visible y en el infrarrojo cercano, es fundamental para confirmar la naturaleza de las señales detectadas», señala Pedro J. Amado, astrónomo del IAA y co-investigador principal de CARMENES.

«CARMENES permite observar al mismo tiempo en el espectro visible y en el infrarrojo»

«CARMENES permite observar al mismo tiempo en el espectro visible y en el infrarrojo» Pedro J. Amado

Este instrumento comenzó a observar la estrella Teegarden hace tres años. Desde entonces, casi de manera ininterrumpida, ha recopilado los datos necesarios para estimar, con precisión, las características de estos planetas. En el análisis y la obtención de esos datos ha jugado un papel fundamental Juan Carlos Suárez (Tenerife, 1976), profesor e investigador del departamento de Física Teórica y del Cosmos de la Universidad de Granada. «Participo en el consorcio internacional que explota el instrumento CARMENES», dice.

PLATO, la misión para 2026 que se construye en el IAA

Juan Carlos Suárez forma parte de la misión PLATO, un dispositivo que se lanzará al espacio en 2026 para caracterizar sistemas planetarios brillantes y cercanos. «Descubrimientos como los planetas de Teegarden son importantes para esa misión. Serán relevantes para su misión», dice Suárez. En la construcción de PLATO hay abundante participación española. «El ordenador de abordo se está haciendo aquí, en Granada. Yo soy el encargado de coordinarlo. Yen Madrid se prepara el ensamblado de cámaras». Esta misión aportará datos precisos de planetas y estrellas, usando la astrosismología. Una misión trascendente de la que volveremos a hablar en muy poco tiempo.

¿Qué es el efecto Doppler?

Suárez busca una página en blanco, en su libreta y saca un bolígrafo. «Estos planetas se encuentran a una distancia de la estrella Teegarden tal que podría permitir la existencia de gua en estado líquido. Es lo que llamamos –dibuja una onda alrededor de un círculo– la zona habitable. Ni muy cerca de la estrella, donde el agua se evaporaría, ni muy lejos, donde se congelaría». Para localizar estos planetas, que tardan 5 y 11 días respectivamente en dar la vuelta a su estrella (lo que para nosotros sería un año), se ha empleado la técnica Doppler. ¿Qué es eso? Las estrellas dejan un rastro de elementos químicos. «Con un espectógrafo como CARMENES –explica Suárez– podemos analizar la luz de la estrella y saber qué elementos químicos hay. Si analizamos cómo cambian esas huellas somos capaces de ver si hay algo que está perturbando esa zona de la estrella, por ejemplo, un planeta». Intentemos llevar esto a lenguaje terrenal: el efecto Doppler es lo que pasa cuando un camión de bomberos cruza Camino de Ronda. Si estamos en mitad de la calle y vemos que se acerca, escucharemos un sonido fácil de imaginar:'niiiinoninoninoooooo'. «Es siempre el mismo sonido –aclara Suárez–, pero escuchamos una variación porque las ondas de sonido se comprimen cuando se acerca a nuestra posición y se descomprimen conforme se aleja. Eso mismo pasa con la luz. Si hay un planeta orbitando mueve las capas superiores de la estrella, igual que la Luna con las mareas, generando una onda, un cambio de frecuencia, que llega hasta nosotros. Si hay variaciones periódico, tenemos un planeta».

En el descubrimiento de los planetas habitables han participado varias universidades internacionales, encabezadas por la de Göttingen (Alemania), así como otras instalaciones complementarias de menor tamaño, como el Observatorio de Sierra Nevada (OSN) en Granada, y el Telescopi Joan Oró del IEEC, en el Observatori Astronòmic del Montsec. Todo se ha plasmado en un artículo publicado en la prestigiosa revista científica Astronomy & Astrophysics​.

«Necesitamos encontrar más planetas para tratar de entender cómo funciona la naturaleza» Juan Carlos Suárez

¿El sueño? «Encontrar vida. más que un sueño astrofísico, es un sueño de la humanidad», subraya Suárez. «Tenemos observaciones de millones de estrellas, literalmente. Necesitamos encontrar más planetas, de todos los tipos. Eso es lo que hace falta para tratar de entender cómo funciona la naturaleza, cómo se forman los sistemas planetarios, qué pasa con ellos... Hay tanto que todavía desconocemos. No nos queda más remedio que observar. Es lo que hemos hecho en los últimos 20 años. Cuando tengamos una idea más completa podremos tratar de entender si somos únicos. Todo apunta a que no».

Un hilo más en el mapa.

Astrosismología, la clave para entender estrellas y planetas

¿Qué tiene que ver un investigador que se dedica a la astrosismología con el descubrimiento de planetas habitables? Juan Carlos Suárez ha desarrollado su carrera científica en la astrosismología. ¿Qué es eso? Es la rama de la astrofísica que se dedica al estudio del interior de las estrellas. «No podemos llevar un cacharro dentro de una estrella y ver qué hay. Se fundiría. Pero sí podemos hacerlo de manera indirecta». La técnica es similar a la que utilizan los sismólogos para estudiar las capas de la tierra tras un terremoto. «La señal que producen los seísmos llegan a los sismógrafos colocados en la superficie y el sismólogo es capaz de interpretar por dónde ha venido la onda y, por tanto, cómo era la estructura interna de la Tierra por donde ha pasado esa onda». Eso es lo que hacen con las estrellas, pero analizando su luz. Al igual que un encefalograma, cuando se mide el pulso del corazón, una estrella apagada sería una línea, un corazón muerto. «En el interior de las estrellas se producen ondas que llegan a la superficie. La superficie se deforma, igual que la piel de un tambor cuando lo tocas. Si echáramos arena en el tambor y tocáramos de manera continuada se formarían patrones, crestas y valles de la onda:en el valle se acumula la arena y en la cresta, no. Esto es lo que pasa en las estrellas, sólo que nosotros registramos variaciones de luminosidad y temperatura».

Comparando un modelo matemático con las ondas que llegan de las estrellas, investigadores como Suárez pueden entender «bastante bien» la estructura interna del astro:procesos físicos, evolución, tamaño... ¿Para qué?«Dos razones. Para conocer las características de un planeta necesitas saber con mucha precisión las características de la estrella sobre la que orbita. Cuanto más sepas de la estrella, más sabes del planeta. La otra razón es porque a veces, si estás observando una estrella y pasa 'algo' por delante, puedes localizar un planeta». Y eso es lo que ha hecho Suárez en el consorcio CARMENES:caracterizar la estrella y detectar cambios.