Los astrónomos han encontrado evidencia sólida de que un mundo gaseoso del tamaño de Júpiter orbita alrededor de una de las tres estrellas del sistema estelar más cercano al nuestro.

Alfa Centauri ha cautivado la imaginación de los aficionados a la ciencia ficción durante décadas. A solo cuatro años luz de la Tierra, este sistema de tres estrellas inspira mundos alienígenas de ficción y viajes por el espacio interestelar.

Su cercanía también lo hace atractivo para los astrónomos, incluido un equipo que, el jueves, proporcionó la evidencia más sólida hasta la fecha de que un planeta gira alrededor de una de las estrellas Alfa Centauri, similares al Sol. El mundo se encuentra en el borde mismo de la región alrededor de la estrella donde puede existir agua líquida, conocida como zona habitable.

Al estar formado por gas, el planeta en sí no podría albergar vida tal como la conocemos. Pero el posible planeta, descubierto gracias a las observaciones del potente telescopio espacial James Webb de la NASA, sería el más cercano jamás hallado orbitando dentro de la zona habitable de una estrella similar al Sol. Sin embargo, se necesitan más observaciones para confirmar que se trata realmente de un planeta.

El hallazgo se anunció en dos artículos que han sido aceptados para su publicación en The Astrophysical Journal Letters. Se trata de un posible anticipo de los tipos de descubrimientos que serán posibles en el futuro, a medida que evolucionen las herramientas de los astrónomos para buscar exoplanetas, en particular los que son como nuestra Tierra.

Tres estrellas conforman Alfa Centauri. Pero solo dos, Alfa Centauri A y Alfa Centauri B, son como nuestro sol. Están en una órbita fija cercanas la una de la otra. Rodeando a este par desde más lejos hay una débil enana roja conocida como Próxima Centauri.

Las estrellas en sí son "bastante comunes y corrientes", dijo Charles Beichman, astrónomo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y del Instituto de Tecnología de California. Pero el sistema es una piedra de toque para las investigaciones de estrellas similares a nuestro sol, añadió Beichman, porque cósmicamente hablando, "está aquí al lado".

Hasta ahora, solo Próxima Centauri tiene planetas conocidos. Los astrónomos descubrieron esos mundos indirectamente, midiendo el modo en que su gravedad jala a su estrella.

Captar una imagen de un planeta es un método más directo, pero también más difícil. Los astrónomos deben aislar la débil luz que emite el planeta del brillo más vibrante de su estrella anfitriona. Según Aniket Sanghi, estudiante de postgrado de Caltech que participó en el descubrimiento, hasta ahora la imagen directa se ha utilizado mejor para encontrar planetas jóvenes y masivos, porque son más calientes y arden con más intensidad.

Con el telescopio Webb, esa tendencia puede cambiar.

Lanzado en 2021, los científicos diseñaron el telescopio espacial para observar los confines del cosmos. Pero el pasado mes de agosto, cuando los astrónomos lo apuntaron hacia Alfa Centauri, puso sus ojos mucho más cerca de casa.

Un coronógrafo del telescopio bloqueó la mayor parte del resplandor de Alfa Centauri A. Esto, combinado con un astuto procesamiento de imágenes para eliminar el resplandor de Alfa Centauri B, fue suficiente para que los astrónomos distinguieran una tenue mancha de luz: un posible planeta.

Los análisis posteriores descartaron que se tratara de un asteroide que se hubiera colado en la foto, una galaxia de fondo o un artefacto de la imagen.

"Pasamos más de un año intentando eliminar este objeto en nuestras imágenes, pero no lo hemos conseguido", dijo Sanghi.

El planeta, si es que lo es, tiene aproximadamente el tamaño de Júpiter y la masa aproximada de Saturno. Orbita Alfa Centauri A cada dos años terrestres, aproximadamente a una o dos veces la distancia entre nuestro Sol y la Tierra. Tiene una temperatura de unos 48 grados Celsius bajo cero.

Para afirmar un descubrimiento, los astrónomos tendrán que volver a ubicar el planeta, ya sea con el telescopio Webb, con otro observatorio en tierra, o en el espacio. El Telescopio Extremadamente Grande, un observatorio europeo en construcción en Chile, podría ayudar. También podría hacerlo el Telescopio Espacial Roman de la NASA, cuyo lanzamiento está previsto para mayo de 2027.

Captar la imagen directa de los planetas es difícil, más aún cuando hay múltiples fuentes de luz cerca, como en Alfa Centauri. Pero la técnica tiene una gran recompensa: brinda abundante información sobre los planetas, como su tamaño, masa, temperatura y distancia a la estrella anfitriona.

"Esta es realmente la única técnica que podremos utilizar para buscar biofirmas, o cualquier tipo de firmas de habitabilidad", dijo Beichman.

El Observatorio de Mundos Habitables, un telescopio espacial propuesto como próxima misión emblemática de la NASA, utilizará imágenes directas para buscar exoplanetas similares a la Tierra alrededor de estrellas situadas a decenas de años luz. Según Beichman, descubrimientos como el de un planeta gaseoso gigante mucho más cercano a nosotros suponen un avance hacia ese objetivo.

"Este es el primer paso", dijo. "Lo estamos haciendo con Webb".

Nuevas observaciones no lograron confirmar que haya señales de vida en la atmósfera del exoplaneta K2-18b. También plantean interrogantes sobre lo que hace falta para detectar biología a años luz de distancia.

En abril, un equipo de científicos de la Universidad de Cambridge afirmó que un planeta que orbita alrededor de una estrella lejana podría albergar vida. El anuncio suscitó un debate intenso entre los astrónomos; muchos escépticos argumentaban que las pruebas eran demasiado ambiguas.

Ahora, un equipo dirigido por la NASA hizo una nueva serie de observaciones del planeta conocido como K2-18b, que se encuentra a 124 años luz de la Tierra. Esta vez se tiene una imagen más clara del planeta, y se confirmó la presencia de agua, quizá incluso en forma de un océano líquido.

Sin embargo, las nuevas observaciones no lograron confirmar la existencia de vida. En el estudio original, el equipo de Cambridge apuntaba que K2-18b parecía tener en su atmósfera un gas que en la Tierra solo producen los seres vivos. El estudio de la NASA no encontró evidencias convincentes de la presencia ese gas.

Además, el equipo de la NASA sostiene que, incluso si el gas estuviera presente en K2-18b, podría haberse formado por simples procesos químicos. Lo que antes parecía una pista prometedora de vida --una biofirma-- podría no ser más que un espejismo.

"Una conclusión clave es que las biofirmas van a ser difíciles, independientemente del tipo de planeta del que estemos hablando", explicó Jacob Bean, astrónomo de la Universidad de Chicago, quien no participó en el estudio.

El equipo de la NASA, en colaboración con el líder del grupo de Cambridge, publicó sus nuevos resultados en internet la semana pasada. Los científicos enviaron el estudio a una revista científica para su publicación.

Los planetas que orbitan otras estrellas son tan tenues que los astrónomos deben descifrar pistas sobre ellos; por ejemplo, observando cómo bloquean la luz de su estrella cuando pasan por delante de ella.

Los primeros estudios sobre estos exoplanetas revelaron que muchos son más grandes que la Tierra, pero más pequeños que los planetas gigantes de nuestro sistema solar exterior. Sin analogías claras de casos que conozcamos, los investigadores se han esforzado por imaginar estos exoplanetas singulares. ¿Están hechos de gas o son mundos rocosos con océanos líquidos, quizá?

Desde 2022, los astrónomos pueden utilizar un nuevo y potente instrumento --el telescopio espacial James Webb-- para observar estos mundos lejanos. En 2023 y 2024, un equipo de investigadores dirigido por Nikku Madhusudhan, de la Universidad de Cambridge, hizo dos observaciones del exoplaneta K2-18b.

Los investigadores utilizaron el telescopio espacial para captar la luz que procedía del sol de K2-18b y luego viajaba a través de la atmósfera del exoplaneta. Las moléculas de la atmósfera absorbieron ciertas longitudes de onda, creando cambios sutiles en la luz estelar.

En abril, Madhusudhan y sus colegas afirmaron que algunos de esos cambios probablemente eran causados por un gas conocido como sulfuro de dimetilo o DMS.

La Tierra tiene DMS en su atmósfera, pero aquí solo lo producen organismos vivos, como las algas marinas. El equipo de Cambridge dijo que K2-18b también podría tener un océano lleno de vida que llena la atmósfera de DMS.

En tres análisis distintos, otros investigadores cuestionaron esa afirmación con rapidez. Argumentaron que una señal parecida al DMS podría haber sido algún elemento que no tiene relevancia, o tal vez otra molécula que no influye en la presencia de vida.

Todos los involucrados en el debate estaban de acuerdo en que sería útil hacer más observaciones del K2-18b. Si el DMS de verdad estaba presente en la atmósfera, su señal podría fortalecerse con más datos.

Y esos datos estaban en camino. En 2024, un equipo dirigido por Renyu Hu, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, utilizó el telescopio espacial para hacer cuatro observaciones de K2-18b mientras pasaba por delante de su estrella.

Después, los investigadores analizaron los resultados para averiguar la composición química del exoplaneta. En semanas recientes, se asociaron con Madhusudhan para analizar todas las observaciones de K2-18b hechas hasta el momento y obtener una imagen aún más clara.

En una entrevista, Hu dijo que algunos aspectos de K2-18b se estaban aclarando. "Ahora podemos afirmar de forma concluyente que el planeta no solo tiene metano en su atmósfera, sino también dióxido de carbono", señaló.

Además, las observaciones revelan que hasta la mitad de la masa del exoplaneta está formada por agua. "Es un mundo muy rico en agua", dijo Hu.

Hu y sus colegas no saben exactamente qué forma adopta esa agua. Parte de ella podría existir como hielo en un núcleo rocoso. Otra parte podría ondear por la superficie en forma de un océano líquido. A pesar de esa incertidumbre, Bean dijo que el nuevo trabajo hacía de K2-18b "un planeta apasionante", que "abre la puerta a estudiar por primera vez un entorno de agua líquida más allá de nuestro sistema solar".

Sin embargo, el nuevo estudio resultará decepcionante para quienes hayan estado esperando que hubiera vida extraterrestre en K2-18b. "Nuestro artículo no aporta pruebas concluyentes de la existencia de DMS", dijo Hu. "No creemos que tengamos una detección".

Aún es posible que K2-18b albergue algo de DMS, pero sería a un nivel demasiado bajo para detectarlo con claridad. Y Hu y sus colegas han dado un nuevo giro al debate sobre el DMS y los extraterrestres. En un planeta como K2-18b, sostienen, el DMS no es una biofirma confiable.

Las nuevas observaciones demuestran que la atmósfera de K2-18b es profundamente distinta a la de la Tierra. Para ver cómo podrían reaccionar entre sí las sustancias químicas del exoplaneta, Hu y sus colegas crearon un modelo informático de la atmósfera. En su modelo, el planeta acumuló una reserva de DMS. El exoplaneta no necesitaba algas ni otros organismos para producir el gas.

"Aunque estuviera ahí", dijo Bean, refiriéndose al DMS, "eso no significaría automáticamente que hay vida".

Hu se mantenía optimista sobre la capacidad del telescopio espacial para revelar más detalles sobre exoplanetas e incluso detectar posibles señales de vida. Pero antes, advirtió, los científicos tendrán que interpretar las observaciones que están haciendo ahora para comprender lo diferentes que pueden ser los exoplanetas y la Tierra.

"Es más complicado", dijo. "Pero es potencialmente alcanzable".

Carl Zimmer cubre noticias sobre ciencia para el Times y escribe la columna Orígenes.