La Historia de la Búsqueda de Exoplanetas Habitables.

La historia de la búsqueda de otros planetas habitables fuera del Sistema Solar es el relato de la exploración de las estrellas de la Galaxia para encontrar Organismos Vivos. Una iniciativa orientada a conocer si nosotros, la Vida, somos la norma o la excepción en este Universo.

"No podemos evitarlo. La vida busca a la vida." Carl Sagan, Un Punto Azul Pálido. (1994)

Comienza en 2007, fruto de que los espectrógrafos alcanzan una precisión que les permite detectar planeta aproximadamente rocosos; entre todos destaca el legendario HARPS. Es con este instrumento con el que el astrónomo Stéphane Udry (Observatorio de Ginebra) detecta el estupendo hallazgo de los planetas Gliese 581 c y d que, entonces, en la época en la que la mayoría de los planetas conocidos eran grandes y gaseosos, parecían inusualmente terrestres. Se encontraban además en una ubicación en la que la irradiación recibida de su estrella parecía comparable con la que nosotros recibimos de nuestro Sol permitiendo (al menos teóricamente), la presencia de mares en la superficie de ambos planetas. Este año marca el inicio de una larga serie de estudios y apasionados debates sobre la habitabilidad de los planetas de esta estrella.

Quizá el momento culminante se alcanza en 2010 cuando se cree detectar un planeta (Gliese 581 g o Zarmina) especialmente prometedor, que sorprende a la opinión pública por sus posibilidades de habitabilidad. El tiempo y los estudios posteriores mostrarían que este supuesto planeta resultaba no ser más que un falso positivo. Entendamos que estos hallazgos se consiguen llegando al límite la tecnología actual y no debe decepcionarnos que algunos supuestos oasis de vida terminen siendo realmente meros espejismos, engaños de la luz que nos hacen pensar que puede haber agua donde realmente no la hay.

Pero es a finales de 2011 cuando empiezan a generalizarse las estrellas con candidatos a planeta habitable. Entre todas destaca Gliese 667 C en la que Xavier Bonfils anuncia el hallazgo de Gliese 667 Cc, un planeta sorprendente, cuya posible habitabilidad aún nos sigue impresionando. Siempre en medio de la controversia, en 2012 se llega a considerar incluso la posibilidad de que el sistema planetario tenga hasta ¡tres planetas potencialmente habitables!, idea que aún no podemos descartar, pero que actualmente ha perdido fuerza.

También finalizando el 2011 el milagroso telescopio espacial Kepler empieza con su larga serie de planetas potencialmente habitables, con la publicación de Kepler-22 b, un planeta que hoy nos parece demasiado grande con más de 2 R⊕.

De esta manera, llegamos al comienzo de 2012 y ya podemos seguir el ritmo de descubrimientos analizando la evolución del catálogo que ya entonces preparaba el Laboratorio de Habitabilidad Planetaria (PHL).

Febrero 2012. Esta es la imagen más antigua que he encontrado en el Catálogo de Exoplanetas Habitables. Podemos ver ya 4 planetas candidatos. Gliese 667 Cc (en 2016) todavía es considerado uno de los exoplanetas con más posibilidades:

(Fuente: Laboratorio de Habitabilidad Planetaria. PHL. Universidad de Puerto Rico en Arecibo)

Enero 2013. 9 candidatos entre los que aparecen algunos nuevos: Destaca Kepler- 62 f que sigue siendo uno de los mejores. HD 40307 g y Gliese 163 c actualmente parecen demasiado grandes.
(Fuente: Laboratorio de Habitabilidad Planetaria. PHL. Universidad de Puerto Rico en Arecibo)

Marzo 2014. 20 candidatos entre los que aparecen numerosas aportaciones nuevas del telescopio Kepler. También es posible ver Tau Ceti e.
(Fuente: Laboratorio de Habitabilidad Planetaria. PHL. Universidad de Puerto Rico en Arecibo)

Enero 2015. 29 candidatos entre los que alguno pertenece al K2 y a los magníficos descubrimientos de Guillermo Torres con el telescopio Kepler, como Kepler-442 b o Kepler-438 b. También es posible identificar Kepler-186 f de Elisa Quintana.
(Fuente: Laboratorio de Habitabilidad Planetaria. PHL. Universidad de Puerto Rico en Arecibo)


Mayo 2016. Hay ¡42 exoplanetas!. Ya no caben en un único gráfico. Aquí está la selección de los 9 más prometedores:
(Fuente: Laboratorio de Habitabilidad Planetaria. PHL. Universidad de Puerto Rico en Arecibo)

Apenas hace unos pocos años nadie conocía ningún candidato serio y ¡hoy se conocen decenas y decenas de planetas potencialmente habitables!.

Aunque el ritmo de descubrimientos impresiona esta historia no ha hecho sino empezar.

¿Cuantos conoceremos dentro de 5 años?

Pero aún hay más.

Si el crecimiento del número de descubrimientos impresiona, la calidad de alguno de los candidatos ha sido objeto de titulares y primera página en muchas publicaciones. En 2016 Guillem Anglada Escudé (nuevamente HARPS) ha permitido el descubrimiento de un planeta en la estrella más cercana al Sol, Proxima Centauri, apenas a 4,2 años luz.

Un planeta potencialmente habitable tan cercano abre posibilidades que no nos atrevíamos a imaginar. Estamos a punto de iniciar una nueva era del estudio de los planetas potencialmente habitables, que supere planteamientos teóricos y a priori como la Zona Habitable para entrar de lleno en el mundo observable, inexplorado e impredecible de los biomarcadores atmosféricos...

"Un anhelo vehemente estaba apoderándose de mí, no un anhelo de aventura sino el de poder descubrir el significado del hombre, o de cualquier criatura similar al hombre que habitara el cosmos." Olaf Stapledon, El Hacedor de Estrellas. (1937)

(Fuente: Laboratorio de Habitabilidad Planetaria. PHL. Universidad de Puerto Rico en Arecibo)






Podemos hacerlo. Tenemos la tecnología y la voluntad de conseguirlo. Es una mera cuestión de esfuerzo, paciencia y, sobre todo, dinero.




Para finalizar mostramos una selección bibliográfica del relato de esta aventura emocionante.

La historia empieza en 2007, cuando Udry (del Observatorio de Ginebra) anuncia los planetas Gliese 581 c y d. En el mismo año Selsis los analiza con un resultado esperanzador: Gliese 581 c estaba demasiado cálido, pero para Gliese 581 d había esperanzas.
2007. El descubrimiento de Udry del Observatorio de Ginebra.
2007. El análisis de Franck Selsis.
2013. Leconte muestra las posibilidades de habitabilidad de Gliese 581 c.
Con el tiempo se descubrieron más planetas en esta estrella, y fue en 2010 cuando Vogt y Butler del Observatorio Lick anunciaron un planeta sorprendente: Gliese 581 g, con solo 3,1 M⊕ era más pequeño y parecía mucho mejor ubicado en la Zona Habitable que Gliese 581 d… El hallazgo cautivó a la sociedad, llegaron incluso a buscarle un nombre más elegante (Zarmina), más adecuado para un planeta tan sugerente. Sin embargo, muchos otros investigadores discrepaban sobre el descubrimiento cuestionando abiertamente su existencia. El debate estaba servido. Duró muchos años y contó con la participación de prestigiosos investigadores: Hatzes, Anglada, Gregory, Tuomi, Forveille,...
2010. El espectacular anuncio de Vogt de Gliese 581 g.
2010. Anglada Escudé muestra su opinión sobre el hallazgo.
2010. Gregory no detecta Gliese 581 g.
2011. Tuomi no detecta Gliese 581 g.
2011. Forveille (Observatorio de Ginebra) no detectan el planeta.
2012. Vogt defiende la existencia del planeta.
2012. Baluev no ve Gliese 581 g.
2012. Toumi sigue sin detectar el planeta.
2013. Hatzes no detecta el planeta.
2014. Joiner no detecta el planeta.
Finalmente, Robertson publicó un demoledor estudio mostrando que ni Gliese 581 d ni Gliese 581 g existían realmente y eran el mero efecto (un espejismo) de la actividad estelar. No falta quien todavía cuestione el análisis de Robertson al menos para Gliese 581 d.
2014. El demoledor estudio de Robertson. Gliese 581 d y g no existen, son ruido estelar.
2015. La defensa de Gliese 581 d por Anglada Escudé.
2015. Robertson responde.
2015. Hatzes apoya la tesis de Robertson.
No debe defraudarnos tanto debate, es la sal de la Ciencia, lo que se llama el método científico.
En 2011 Pepe en un excelente estudio de velocidades radiales con datos del HARPS anunció el descubrimiento de HD 85512 b. Lisa Kaltenegger enseguida mostró las posibilidades de la habitabilidad del planeta si tuviera nubes que aumentasen su albedo, pero hoy (Kopparapu 2013) nos parece demasiado cálido, más parecido a un Venus que a una Tierra.
2011. El descubrimiento de HD 85512 b.
2011. Kaltenegger estudia la habitabilidad del planeta.
2013. El clásico estudio de Kopparapu. El planeta no está en la Zona Habitable.
2013. Leconte sin embargo defiende la habitabilidad del planeta, mientras sea un rotador lento.
2013. Yang también defiende su habitabilidad.
En un fin de año de 2011 trepidante, en noviembre, Bonfils anuncia el descubrimiento de Gliese 667 Cc, un planeta entonces sorprendente que hoy (en 2016) sigue pareciendo sorprendente. Es uno de los planetas con más posibilidades de habitabilidad. 5 años han pasado, un periodo de tiempo enorme en un campo tan dinámico como el de los exoplanetas. Durante este tiempo ha sido objeto de exigentes revisiones y análisis feroces que ha conseguido superar. No es un candidato sino un planeta firmemente confirmado siendo el único de los primeros planetas supuestamente habitables que hoy (2016) sigue siendo uno de los más prometedores.
2011. El anuncio de Bonfils de Gliese 667 Cc. 
2012. Anglada Escudé descubre el planeta en paralelo iniciando una disputa sobre la primacía del descubrimiento.
http://arxiv.org/abs/1202.0446
2012. Delfosse publica unos resultados coherentes con los de Guillem.
2012. Gregory detecta planetas adicionales, llegando a 6, con 3 en la Zona Habitable.
2013. Anglada Escudé mejora la detección y confirma los planetas. Son tres planetas en la Zona Habitable.
http://arxiv.org/abs/1306.6074
2013. El estudio de Feroz cuestiona abiertamente el hallazgo de todos salvo 2 planetas.
2014. Otro estudio demoledor de Robertson en el que cuestiona Gliese 667C e y f. Gliese 667C c sobrevive.
En 2011, en diciembre, el telescopio Kepler comienza a publicar sus candidatos a planeta habitable con Kepler-22 b. Un planeta que actualmente no impresiona, quizá ahora demasiado grande, con más de 2 R⊕.
2012. HD 40307 g. Quizá demasiado grande para los criterios actuales. En una estrella del tipo K. El anuncio de Tuomi del planeta:
2012. Tau Ceti e. Un interesante descubrimiento de Tuomi sobre el que ya hemos escrito.

2013. Kepler-62 e y f. Son planetas con buenas posibilidades de habitabilidad en torno a una estrella K2V. El anuncio del descubrimiento del equipo Kepler:
2013. Gliese 163 c. Un planeta en una enana marrón. Quizá muy grande. El descubrimiento de Bonfils de Gliese 163 c:
2014. Los 851 planetas confirmados por el método de validación de candidatos “por multiplicidad”. Entre otros, Kepler-296 f, Kepler-283 c, Kepler-298 d y Kepler-174 d.
2014. Tuomi realiza un análisis bastante desconocido en el que detecta planetas hipotéticamente habitables en torno a enanas rojas. Gliese 180 b y c, Gliese 422 b, Gliese 682 b. Están sin confirmar.
2014. El espectacular anuncio de Kepler-186 f, un planeta pequeño, de tamaño inferior a 1,2 R⊕. Elisa Quintana.
2014.El descubrimiento de Kapteyn c, del que ya hemos hablado.
En 2015 también el planeta fue objeto de la crítica de Paul Robertson:
Enseguida hubo respuesta de sus descubridores.
Guinan publica detalles sobre la rotación de la Estrella de Kapteyn:

2014. Gliese 832 c, orbita en una enana roja, muy cerca, a 16 años luz. Un descubrimiento del australiano Wittenmyer.
2015. 12 planetas confirmados con el método Blender. Entre otros, Guillermo Torres anuncia el descubrimiento de Kepler-442 b y Kepler-438 b.
2015. K2-3 d es el primer planeta potencialmente habitable del K2, la segunda vida de Kepler. Este planeta es apasionante y dará que hablar.
http://arxiv.org/abs/1501.03798

2015. El paper con el descubrimiento de Kerpler-452 b, por Jon Jenkins. Mucho se habló de este planeta por la similitud de su órbita con la de la Tierra. Posiblemente el planeta no sea terrestre.
http://arxiv.org/abs/1507.06723
2015. Wolf 1061 c, a 14 años luz. Wright anuncia su descubrimiento, que está sin confirmar.
2016. El paper con los nuevos 1.284 planetas de Kepler confirmados con el método estadístico masivo vespa. Entre ellos, Kepler-1229 b y otros 8 planetas más potencialmente habitables.
http://arxiv.org/abs/1605.02825

2016. El anuncio de Gillon de los tres planetas en TRAPPIST-1. Uno de ellos, podrías ser habitable.
http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1615/eso1615a.pdf
2016. Bolmont escribe sobre  la posible desecación de los planetas de TRAPPIST-1
https://arxiv.org/abs/1605.00616
2016. Sobre la intensa radiación XUV que sufren los planetas de TRAPPIST-1.
https://arxiv.org/abs/1605.01564
2016. El primer estudio de la atmósfera de los planetas TRAPPIST-1 b y c.
https://arxiv.org/abs/1606.01103

2016. El anuncio de Crossfield de 104 planetas del K2 de las campañas 0-4. entre ellos se muestra el interesante sistema de K2-72.

2016. Todos conocíamos las sospechas y rumores de planetas en la estrella Proxima Centauri. Hubo incluso filtraciones previas al anuncio oficial del planeta. A pesar de todo, el anuncio de Guillem Anglada Escudé del descubrimiento de Proxima b nos deja conmocionados.  El candidato no está confirmado pero parece realmente sólido.

2016. El espectacular anuncio de Guillem de Proxima b.
https://arxiv.org/abs/1609.03449

A partir de aquí, llegan multitud de estudios sobre el planeta.

2016. Ignasi Ribas et al. analiza la irradiación, rotación y pérdida del agua de Proxima b. A pesar de las dificultades de valorar los diversos aspectos del planeta no encuentran motivos para rechazar su habitabilidad. 

2016. Martin Turbet explica cuales son los posibles climas que pueden primar en Proxima b partiendo de su rotación, el agua disponible y la composición de la atmósfera.

2016. Rory Barnes analiza Proxima b describiendo una serie de escenarios evolutivos que pretenden explicar su habitabilidad y el origen del agua. 

2016. Coleman plantea una serie de escenarios para explicar la formación del sistema planetario de Proxima Centauri,


2016. Interesante artículo de Victoria Meadows donde nos describe los posibles climas de Proxima b.
http://arxiv.org/abs/1608.08620

2016. Davenport analiza la curva de luz en su análisis de fulguraciones, augurando la dificultad de estudiar esta estrella en busca de tránsitos.
https://arxiv.org/abs/1608.06672

2016. El indicio esotérico de David Kipping de un tránsito. No hay una evidencia concluyente de un  tránsito en proxima b.
https://arxiv.org/abs/1609.08718

2016. El estudio de Rodrigo Luger analizando las posibilidades de las auroras en Proxima b,
https://arxiv.org/abs/1609.09075

2016. Este es el estudio de Alibert y Benz que propone como probable la presencia de agua en Proxima b debido a su elevada masa.

6 comentarios:

  1. Gran artículo Raúl, me ha encantado y lo he compartido.

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  2. So what exactly is the definition of a Habitable planet? Does this suggest that life will likely start on its own and then have billions of years in a stable environment that could one day lead to intelligent civilizations able to build radio towers, computers, or spacecraft? Is habitable mean that although there may not be life on it now, if you send spacecraft from Earth and landed that you could terraform it quickly to survive? Does it mean you could have liquid water on it and it also is a rocky planet that has some similarities to Earth, but may only have very simple forms of life like bacteria, mold or fungus? But Earth Sized is so much different that Earth Like. What we know thus far is that we can't yet find life anywhere else in the Universe. Not even in our own solar system yet. Even on Mars where early conditions seems to be correct for at least a billion years or more. Too early you say and we don't have the right tools... like checking one drop of water in the ocean and not finding any fish yet. Actually take any single drop of water under a microscope and it is teaming with life here on Earth. Of course I hope they find life on Mars after drilling 20 feet, or drilling in the ice, or on Europa or Enceladus (no you will not find it on Titan). If you did find life as a true 2nd genisis within our own solar system that discovery would be HUGE and would also show life is common, but it could show life was common, but then say intelligent life is extremely rare. And yes, here on earth Humans are the rare species to combine the opposable thumb and use speech and language and advance to a written language and develop a large brain that although calorie inefficient is somehow offset by ability to cook food, use tools, worth together in tribes or create culture and thus knowledge builds to one day force inevitable invention of money, computers, AI and non biological intelligence or silicon life. I am very excited for the new WEB telescope to get up and going and of course future telescopes of other designs will add to our abilities to one day find a real earth twin. My suggestion is that to find any Earth Twin you must first find a Sun Twin and in the right area of the galaxy. It has to be the right age and size and mass. Then your Earth needs to have a Moon twin and more importantly the right chemical makeup and maybe much more importantly HOW that giant moon was created to mix it to promote life as it occurred on Earth. I am not saying this is the ONLY way life can be created elsewhere, but if life is ridiculously rare, then can we at least search for real twins of Earth? Is there a single Earth Twin in our own Galaxy, or maybe at least one in our super-cluster? Maybe things are too far away to make it matter much, or we just have to wait for the big merge with Andromeda, or meet up at the Great Attractor. Sorry if this comes across as negative... just my opinion of course.

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    1. Still you have to ask why we can't see signs of a single Type 2 or type3 civilziation out there if they are just a few million years ahead of us... maybe that signal will show up any day (Seti fans unite). Where are all the dyson sphere signals? Hint: there are none because that idea to start with is stupid.. we are more likely to not need that much power by becoming much/much more efficient, or we can harness the power in a single drop of water easier than putting panels close to a star, or there are no other civilizations out there that far along. I think the answer is both actually. To summarize, I hope I am wrong and I hope they find life in our own solar system and then prove it was a true 2nd genisis. Then I hope they find life on other planets and even find intelligent life (go Seti go). I think the great filter is that the conditions for life to start is extremely rare, then the conditions for life to evolve or exist more than a billion years is extremely rare (hint: it will never start around red dwarfs). Theories like Panspermia will go the way of the dodo bird as soon as we have better computer modeling and of course prove life was not able to move from Earth to any other place in our own solar system over billions and billions of years. (where are the thousands of Earth debris samples on the Moon after the 65 million year old dinosaur killing asteroid hit?). Bad news is that it may be just us... or just us Yet.... Maybe we are just early to the life party by a few billion years (if the max lifespan of the universe is 4 trillion years old, then why do we expect intelligent life to be everywhere at the less than 1? timeframe??) Maybe life goes to Zero around every sun like star at the 7 billion mark and thus intelligent life is normally on a course to finally develop at the 10 billion year mark and thus never does (unless you get very lucky and it starts early somehow as it did on Earth). Maybe there are 1,000 great filters out there and life is so rare it just has only happened once thus far.. and it will start popping up randomly spread out in the universe millions or billions of years from now. We can't even confirm what dark matter and energy is, or even if it is. Are things all flying apart, except for this great attractor thing, and are there hundreds of other great attracctors that end all meeting up also, so back to the big bang loop and cycle back every 4 trillion years or so? Even if it is not just us.... we are so far apart that it really is just us. Cool thing is that tools like crispr9 and understanding dna like software code, we could start to tweak things to have a real shot at escaping our own planet and surviving in deep space. Starshot project has opened my mind to the fact that sending matter that weighs more than a few grams and at a max of 1/4 the speed of light sure hints we won't be sending people long distances anytime soon, or very far. Time and Distance are the 2 biggest great filters I can see. That and any world like Earth with a Sun like star is on an ALLin countdown to total destruction and death for life unless you can decode all the secrets of physics and the universe in time to escape your own gravity and prosper in deep space.

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    2. Habitable planet.
      I guess we can say that a planet is habitable if it can harbor life as we know it.
      In practical terms, astronomers are looking for planets with seas of water on the surface. This is the point where astronomers are working hard.

      Colonizable planet.
      A planet can be full of life and not habitable for humans. I.e. a waterworlds are not suitable for humans, but can have life.

      Earth twin.
      Another different concept is a Earth twin. This is much more difficult to detect, because the conditions are complicated to meet.

      I feel the same. I am eager to see what JWST and ELTs are able to discover.

      Thanks for your comments.

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    3. Nobody knows, but I guess civilizations rise and fall all the time during the history of the Galaxy. Global warming, the cold war, ... Our civilization is beginning to discover the first exoplanets and the road to self-destruction, too.
      Thanks GatorAllin.

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