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Ciencia

En busca de otros mundos, Kepler cumple una carrera radiante

Casi 10 años desde el inicio de su misión y acercándose a sus días finales, Kepler deja un legado tan brillante como las estrellas que observa.

NASA/Ames Research Center/Wendy Stenzel

Cuando se lanzó en 2009, el observatorio espacial Kepler llevaba consigo la misión de esclarecer una de las más grandes inquietudes del humano: ¿estamos solos en el universo? Casi 10 años después de llegar al espacio y a punto de agotar su combustible, ¿ha logrado Kepler contestar esta pregunta?

La respuesta no es tan sencilla. Mario Pérez, científico de la NASA, dice que sí, Y Guillem Anglada-Escudé, quien descubrió el exoplaneta más cercano a la Tierra, Proxima Centauri b, dice que no. Y ambos tienen razón.

No, Kepler no ha descubierto vida extraterrestre. Pero, en cierta y muchas maneras, Kepler nos ha dicho que no estamos solos. Aunque no ha encontrado otra Tierra en el universo ni vida alienígena, Kepler nos ha dicho que hay otros planetas orbitando estrellas fuera de nuestro Sistema Solar, que — contrario a lo que se pensaba antes — los sistemas multiplanetarios son comunes en el universo y que la probabilidad de que haya exoplanetas análogos a la Tierra son más altas de lo que se creía. Encontrar otro mundo, otra Tierra extraterrestre, entonces, sería sólo cuestión de tiempo.

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Una ilustración de algunos de los mayores hallazgos de exoplanetas de Kepler. 

NASA/W. Stenzel

"Kepler ha sido una de las misiones más productivas", dice el astrofísico chileno Pérez, del Programa Científico de la NASA que está al frente de las misiones de la agencia espacial encargadas de buscar exoplanetas. "Lo más fructífero que va a salir de la observación de Kepler es entender cómo es el origen de los planetas y cómo evolucionaron". 

En su década de operación, Kepler ha rendido mucho tanto en su misión original como en su reencarnación, K2. El telescopio espacial no sólo ha descubierto miles de exoplanetas, sino que ha desbancado arraigadas creencias. Kepler ha confirmado que no sólo hay más planetas que estrellas en nuestra galaxia, sino que también nuestro Sol pertenece a una categoría común de estrellas. Cuatro años después del lanzamiento de Kepler y poco antes de la finalización de su misión principal en 2013, un equipo del Centro Harvard-Smithsonian dilucidó que sólo en la Vía Láctea hay por lo menos 17,000 millones de extrasolares del tamaño de la Tierra.

Reproduciendo: Mira esto: Kepler: El legado del prolífico telescopio cazaplanetas
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"Muchos de los sistemas planetarios encontrados por Kepler consisten en varios planetas, en órbitas muy compactas alrededor de la estrella", le dice a CNET en Español Anglada-Escudé, profesor de astrofísica en la Universidad Queen Mary en Londres. "Todo esto es muy relevante para entender el origen de la vida en nuestro planeta. Por ejemplo, ¿es necesaria la presencia de gigantes en órbitas alejada, y la ausencia de 'super-tierras' en órbitas templadas para que emergiera la vida en la Tierra?"

Estas son sólo algunas de las muchas preguntas que han despertado los hallazgos de Kepler en su intento por avistar otro mundo. 

Kepler, en busca de otros mundos

Con la forma de un cannoli o quizá un burrito cortado en diagonal, Kepler tiene el peso de un hipopótamo flaco (unas 2,300 libras) y el porte de una jirafa hembra (casi 5 metros). El telescopio cuenta con un sistema principal de cámara con 42 sensores y un espejo principal, que en su momento fueron los sistemas más avanzados en su clase jamás lanzados al espacio.

Con los ojos puestos en tres constelaciones en el ala norte de la Vía Láctea, la técnica cazaplanetas de Kepler se basa en el tránsito. El telescopio posa su vista en la distancia para observar las estrellas de luces "más débiles" —según Pérez — y por ende muy lejanas. Kepler detecta las momentáneas fluctuaciones en el brillo de las estrellas que observa para determinar la existencia de planetas que la orbitan; estas fluctuaciones en el brillo denotarían el tránsito de un planeta frente a la estrella. Estos planetas se conocen como exoplanetas o extrasolares, o sea, son planetas que orbitan estrellas que no son nuestro Sol.

Siguiéndole el rastro a la Tierra, Kepler orbita el Sol en un período de 371 días. En esta ruta, Kepler ha confirmado la existencia de 2,619 exoplanetas, identificado a 2,724 candidatos de extrasolares, y confirmado la existencia de 30 exoplanetas cuyo tamaño es dos veces menor que la Tierra y están en una zona habitable, según datos de la NASA.

"Kepler y los descubrimientos recientes han marcado una transición muy importante en exoplanetas", dice Anglada-Escudé, quien en 2016 descubrió el exoplaneta más cercano a la Tierra, Proxima Centauri B, que se encuentra a unos cuatro años luz de distancia. "El legado de Kepler es contarnos dónde hay que mirar. Para poder 'mirar' habrá que ir a los nuevos telescopios espaciales y telescopios gigantes".

Así, telescopios basados en la Tierra como el European Southern Observatory apostado en Chile y cuyos datos Anglada-Escudé empleó para hacer su descubrimiento, saben dónde posar su vista de águila.

Durante su vida, Kepler ha hecho mancuerna con telescopios espaciales como Hubble y los potentes observatorios terrestres. En otras palabras, Kepler avistaba la posibilidad, y estos telescopios enfocaban su refinada y poderosa vista para encontrar más detalles.

Kepler no es el único satélite en busca de otros mundos. La homóloga europea de la NASA, la ESA, tiene a los satélites Gaia y Corot. Y, en vista de su anunciada expiración, Kepler ya tiene su sucesor en el espacio: TESS. La búsqueda de otros mundos, entonces, no es una empresa que inicia o termina con Kepler, pero que sí se ha nutrido de los aportes de este incansable telescopio.

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Kepler pesa unas 2,300 libras y mide unos 5 metros de longitud. 

NASA Ames Research Center

Kepler, un telescopio 'social'

Los datos que recaba Kepler no son inconmensurables pero sí abrumadores. 

"Hay más data que gente", subraya Pérez.

Y es en este aspecto donde Kepler revela su faceta social y echa mano de la inteligencia artificial.

"Kepler ha sido también un experimento social, en gran parte porque la gente que ha observado con Kepler son gente muy joven", dice Pérez. "Kepler ha adoptado maneras de hacer ciencia con redes sociales. Muchos de los descubrimientos de Kepler han salido primero en Twitter".

El aspecto social de Kepler va más allá de las redes sociales — ha llegado a nutrir a la ciencia ciudadana. A principios de 2018, ciudadanos científicos alrededor del mundo descubrieron un sistema de cinco exoplanetas al analizar los datos recabados por Kepler.

Los planetas, que son dos a tres veces el tamaño de la Tierra, orbitan una estrella que se encuentra en la constelación Acuario a 620 años luz de distancia. El descubrimiento se hizo a través del proyecto de ciencia ciudadana Exoplanet Explorers, que pone los datos de Kepler a la disposición del público y les confiere tareas específicas.

"Escribimos nuestro software para identificar ciertos tipos de señales, pero eso significa que nos estamos perdiendo de otros tipos de señales", dice Jessie Christiansen, quien ayudó a desarrollar Exoplanet Explorers y es científica del Exoplanet Science Institute de la NASA en Caltech. "Es mucho más fácil enseñarle a un voluntario ejemplos de los distintos tipos de señales y darles rienda suelta en el enorme conjunto de datos, en lugar de entrenar a una computadora a reconocer todos los distintos tipos de señales".

Christiansen subraya que debido a la envergadura del conjunto de datos de Kepler, la participación ciudadana en la ciencia ha aumentado. En base a los datos de Kepler, el público también ayudó a identificar la misteriosa estrella de Tabby, famosa por sus irregulares variaciones de brillo.

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Gracias a la ciencia ciudadana, se ha podido descubrir un sistema planetario de cinco extrasolares con los datos de Kepler. 

Michael Bachofner vía NASA

"La liberación de los datos en un tiempo corto es un gran avance en Kepler", dice Anglada-Escudé, quien también advierte que "no basta con simplemente volcar los datos, sino que ayuda bastante que el análisis se haga en colaboración con científicos profesionales y siga buenos estándares. También ayuda a que el sector privado contribuya a posteriori a la explotación científica".

Prueba de ello: Google y su tecnología de inteligencia. En diciembre pasado, la NASA utilizó software desarrollado por Google basado en el aprendizaje de máquinas y las "redes neuronales" para analizar los datos de Kepler. El resultado: el descubrimiento del octavo planeta en otro sistema solar llamado Kepler 90. La importancia: por fin se conoce un sistema solar que tiene el mismo número de planetas que el nuestro.

Los datos de Kepler albergan muchos descubrimientos por venir. Una de las próximas empresas de Exoplanet Explorers es reclutar la ayuda del público para determinar cuán común son distintos tipos de planetas, dice Christiansen. De esta manera, el descubrimiento de exoplanetas se ha vuelto "tan tangible, emocionante y fácil", según Christiansen.

Kepler, su sucesor y su futuro

En quizá una irónica coincidencia justo después de que Kepler cumplió 9 años de su lanzamiento este marzo, la NASA anunció que a Kepler se le estaba acabando el combustible y que expiraría en unos meses. En julio, la NASA puso a Kepler en modo de hibernación para conservar energía. El 3 de agosto de 2018, el telescopio se despertó para apuntar hacia la Tierra y transmitir los datos de su misión número 18, su última tarea. 

Así, sería "un milagro" que durase un año más, dice Pérez. Pero la antorcha ya se la ha pasado a TESS, que aunque enfocará su vista en un sistema planetario distinto, seguirá con la misión cazaplanetas que tanto afianzó Kepler.

Mientras Kepler enfocó su vista en estrellas más lejanas, TESS centra su visión en los soles más brillantes y por ende más cercanos para localizar exoplanetas más cercanos a la Tierra. Esta cercanía permite no sólo conocer mejor las características de estos planetas, sino que también presenta la posibilidad de ser visitados algún día por los humanos.

Anglada-Escudé dice que el campo de los estudios de exoplanetas "está transicionando de pura detección inicial, al siguiente paso que es caracterización", una tarea en la que se espera que satélites como TESS y telescopios como James Webb tengan un papel clave.

Con su sucesor manos a la obra y con los días contados, Kepler nos deja una importante lección de humildad. Más allá de averiguar si estamos solos o no en el universo, Kepler nos dice que no somos tan singulares: después de observar un sector específico de la Vía Láctea durante cuatro años, Kepler revela que los sistemas planetarios como el nuestro no son únicos.

"Hemos bajado del trono a nuestro Sistema Solar", dice Pérez. "El sistema solar en donde estamos es corriente. Es decir, no tenemos nada especial dentro del universo". 

Impartida esta sobria lección, Kepler — con nulas posibilidades de un retorno a la Tierra — pasará el resto de sus días en una órbita infinita alrededor de nuestro astro. Será, como dice Pérez, "otro miembro del Sistema Solar" con un legado tan brillante como las estrellas que observa.

Nota del editor: Este artículo se actualizó el 9 de agosto para añadir información sobre la última misión de Kepler.