Científicos proponen un innovador método para detectar exoplanetas similares a la Tierra

Un equipo liderado por los científicos John C. Mather, Michel Mayor y sus colaboradores ha presentado un avance sustancial hacia el objetivo de observar directamente exoplanetas similares a la Tierra que orbitan estrellas del tipo solar, empleando un observatorio híbrido que combina un parasol espacial y telescopios terrestres de gran apertura.

Los resultados, publicados en Nature Astronomy, describen cómo este enfoque podría permitir detectar oxígeno y agua —potenciales biofirmas— en atmósferas planetarias, un salto clave para la búsqueda de vida más allá del sistema solar.

El desafío de detectar exoplanetas habitables reside en el enorme contraste de brillo con sus estrellas: estos mundos son hasta 10 mil millones de veces más tenues que su sol anfitrión en luz visible, según detalla el artículo. Esta diferencia de brillo imposibilita a los telescopios espaciales actuales, como el James Webb y el futuro Nancy Grace Roman, obtener imágenes directas de planetas terrestres habitables, incluso empleando coronógrafos para bloquear la luz estelar.

La propuesta estudiada dentro del programa NIAC HOEE (Hybrid Observatory for Earth-like Exoplanets) de la NASA combina un parasol espacial —que proyecta una sombra sobre la atmósfera terrestre— con las capacidades de telescopios terrestres como el Extremely Large Telescope (ELT), el Thirty Meter Telescope (TMT) y el Giant Magellan Telescope (GMT). La sombra estelar generada por el parasol reduce drásticamente la luminosidad de la estrella vista desde la Tierra, facilitando que los telescopios distingan la tenue luz reflejada por un exoplaneta.

El estudio, cuya autoría principal corresponde a Mather —premio Nobel y figura clave en instrumentación astronómica—, demuestra que la combinación de sombrilla en órbita y óptica terrestre permite alcanzar el “contraste de imágenes necesario” para la detección directa de exoplanetas de tipo terrestre. La presencia en el equipo de Michel Mayor da peso adicional a la investigación, dado que Mayor descubrió el primer exoplaneta alrededor de una estrella similar al Sol.

Como enfatizan los autores: “Obtener imágenes de exoplanetas similares a la Tierra alrededor de estrellas similares al Sol desde la Tierra es un desafío que requiere avances técnicos sustanciales. Esta perspectiva presenta y proporciona el rendimiento previsto de un enfoque híbrido espacio-terrestre que combina un gran telescopio terrestre, como el ELT, el TMT o el GMT, con una sombra estelar orbital compartida en el espacio. Esta integración busca obtener imágenes de exoplanetas similares a la Tierra alrededor de estrellas similares al Sol con imágenes de profundo contraste y una resolución angular inigualable".

La óptica adaptativa: clave para superar la turbulencia atmosférica

El principal obstáculo para adaptar esta estrategia innovadora a observatorios terrestres radica en la atmósfera de la Tierra, que tiende a desenfocar las imágenes. El artículo profundiza en la relevancia de la óptica adaptativa de última generación, elemento indispensable en telescopios como el ELT, para corregir estas distorsiones y operar en el límite que marca la difracción.

El equipo demostró, con pruebas de concepto, que este sistema haría posible detectar todo el sistema solar desde Venus hasta Saturno y buscar moléculas compatibles con la vida. Biofirmas como el oxígeno y el agua podrían ser identificadas en atmósferas de exoplanetas que orbitan estrellas de tipo solar, abriendo la posibilidad de análisis detallados en condiciones atmosféricas variables, incluyendo momentos de clima moderado.

Otro resultado destacado del estudio es la notable eficiencia observacional alcanzada por el telescopio terrestre propuesto. El artículo señala que el uso de un instrumento tan grande como el ELT —con apertura casi seis veces mayor que la proyectada para el futuro Observatorio de Mundos Habitables de la NASA— permite realizar estudios de exoplanetas potencialmente habitables de manera mucho más rápida.

Esta velocidad operacional expande dramáticamente la escala de la búsqueda: en vez de limitarse a pocos sistemas, el método facilitaría el rastreo sistemático de candidatos presentes en la vecindad solar. La combinación de resolución angular mejorada y profundo contraste es la clave para conocer no solo la existencia de mundos paralelos, sino su capacidad para albergar condiciones compatibles con la vida.

El artículo, titulado “La observación de exoplanetas similares a la Tierra con telescopios terrestres y una sombrilla estelar en órbita compartida”, sienta las bases técnicas para que la NASA progrese en el desarrollo experimental y, eventualmente, el lanzamiento de una misión basada en el concepto NIAC HOEE. Se define así un itinerario concreto para probar este modelo de observatorio híbrido en el espacio, apuntalando la exploración exoplanetaria a partir de innovaciones instrumentales colaborativas entre tierra y órbita.