Los astrónomos ya han descubierto cerca de 4.300 exoplanetas, por lo que resulta bastante obvio que nuestra galaxia está repleta de ellos. Pero, el objetivo de buscar estos nuevos mundos va más de un simple ejercicio de coleccionista: se trata de encontrar uno que pueda albergar vida, ya sea para los futuros humanos que hayan encontrado una manera de viajar a esas distancias o de extraterrestres que ya lo hayan convertido en su hogar. La mejor oportunidad para encontrar algo así es descubriendo un planeta que se parezca a la Tierra.

¿Y qué mejor manera de buscar una Tierra 2.0 que investigar alrededor de las estrellas similares al Sol? Un nuevo análisis de datos de exoplanetas recopilados por el telescopio espacial Kepler de la NASA entre 2009 y 2018 ofrece algunas nuevas predicciones sobre cuántas estrellas en la Vía Láctea, comparables al Sol en temperatura y edad, hay probabilidades de que haya orbitado algún planeta rocoso y potencialmente habitable como la Tierra.

Cuando se aplica a las estimaciones actuales de 4.100 millones de estrellas similares al Sol en la galaxia, el modelo sugiere que hay al menos 300 millones con al menos un planeta habitable. Sin embargo, la media del modelo postula que una de cada dos estrellas similares al Sol podría tener un planeta habitable, por lo que esa cifra aumenta a más de 2.000 millones. Incluso algunas predicciones menos conservadoras sugieren que el cálculo podría superar los 3.600 millones.

El nuevo estudio aún no ha sido revisado por pares, pero lo será pronto y se publicará en Astronomical Journal. "Parece un estudio muy cuidadoso y trata algunas cuestiones realmente espinosas sobre la extrapolación del catálogo de Kepler. El objetivo es conseguir una estimación completa, fiable y precisa del número promedio de planetas potencialmente habitables alrededor de las estrellas. Parece que se han acercado bastante a eso", opina el físico y astrónomo de la Universidad de Rochester (EE. UU.) Adam Frank, que no participó en el estudio.

En el pasado, los científicos han intentado utilizar los datos de Kepler varias veces para calcular cuántas estrellas similares al Sol en la galaxia tienen exoplanetas potencialmente habitables en su órbita. Pero esos estudios han proporcionado respuestas que van desde menos del 1 % hasta más del 100 % (es decir, varios planetas alrededor de esas estrellas). Se trata de un reflejo de lo difícil que ha sido trabajar con estos datos, afirma el científico del Centro de Investigación Ames de la NASA en California (EE. UU.) quien dirigió el nuevo estudio, Steve Bryson.

Dos problemas importantes han sido los culpables: los datos incompletos y la necesidad de eliminar las detecciones falsas del conjunto de datos de Kepler.

El nuevo estudio aborda ambos problemas. Es el primero de su tipo en utilizar el conjunto completo de datos de exoplanetas de Kepler (más de 4.000 detecciones de 150.000 estrellas), pero también utiliza los datos estelares de la misión Gaia, de la Agencia Espacial Europea, de mapear todas las estrellas de la Vía Láctea. Todo eso ayudó a que las estimaciones finales fueran más precisas y con menos incertidumbres, después de los años que los científicos han pasado analizando el catálogo de Kepler para eliminar los elementos que obstaculizaban y asegurarse de que solo queden los exoplanetas reales.

Armados con los datos de Kepler y Gaia, Bryson y su equipo pudieron determinar la tasa de la formación de las estrellas similares al Sol en la galaxia, la cantidad de estrellas que probablemente tuvieran planetas rocosos (con radios de 0,5 a 1,5 veces el de la Tierra) y la probabilidad de que esos planetas fueran habitables.

El científico investigador del Instituto de Ciencia Espacial Blue Marble Jacob Haqq Misra, que tampoco trabajó en el nuevo estudio, cree que el nuevo enfoque ofrece una "mejora significativa sobre otros intentos de descifrar la tasa de los planetas habitables".

Bryson y su equipo predicen que, de media, entre el 37 % y el 60 % de las estrellas similares al Sol en la Vía Láctea deberían albergar al menos un planeta potencialmente habitable. Con las estimaciones más optimistas, la cifra podría llegar al 88 %. Los cálculos conservadores reducen este número al 7 % de las estrellas similares al Sol en la galaxia (por lo tanto, 300 millones). En función de eso, el equipo prevé que hay cuatro estrellas similares al Sol con planetas habitables dentro de los 30 años luz de la Tierra. 

Bryson detalla: "Uno de los primeros objetivos de la misión Kepler era calcular exactamente este número. Siempre hemos tenido la intención de hacer esto". 

La habitabilidad tiene que ver con las posibilidades de que un planeta tenga temperaturas lo suficientemente moderadas como para que exista agua líquida en la superficie (ya que el agua es esencial para la vida tal como la conocemos). La mayoría de los estudios resuelven esta cuestión midiendo la distancia entre un exoplaneta y su estrella anfitriona y si su órbita no está ni demasiado cerca ni demasiado lejos, en la denominada zona de Ricitos de Oro.

Según Bryson, la distancia orbital es una métrica útil cuando se analiza una estrella específica. Pero cuando se estudian muchas estrellas, todas exhibirán diferentes brillos con distintas cantidades de calor que ofrecen a los objetos circundantes, lo que significa que sus zonas habitables variarán. Por eso, el equipo optó por pensar en la habitabilidad en términos del volumen de luz que llega a la superficie de un exoplaneta, que el estudio denomina el "flujo de instelación". 

A través de los datos sobre el brillo estelar, "se mide la temperatura real del planeta, independientemente si se encuentra en la zona habitable o no, para todos los planetas alrededor de todas las estrellas de la muestra", explica Bryson. Y asegura que no es posible obtener el mismo tipo de cifras fiables de temperatura trabajando con las distancias, asegura. 

Aunque Bryson afirma que las incertidumbres de este estudio son menores que las de los esfuerzos anteriores, siguen siendo bastante grandes. Esto se debe principalmente a que el equipo ha trabajado con una muestra muy pequeña de los exoplanetas rocosos descubiertos. Kepler ha identificado más de 2.800 exoplanetas, pero solo algunos de ellos orbitan estrellas similares al Sol. No es un número ideal para predecir la existencia de cientos de millones más en la galaxia. "Tener tan pocas observaciones limita lo que se puede decir sobre la verdad", admite Bryson.

Por último, el nuevo estudio adopta un modelo simple para estos exoplanetas que podría alejarse drásticamente de las condiciones del mundo real (algunas de estas estrellas podrían formar sistemas estelares binarios con otras estrellas, por ejemplo). Insertar más variables en el modelo ayudaría a crear una imagen más exacta, pero eso requiere datos más precisos que todavía no tenemos. 

No obstante, estudios como este podrían ayudarnos a conseguir esos datos. El objetivo de Kepler era ayudar a los científicos a descubrir a qué tipo de objetos interestelares deberían dedicar más recursos de estudio para encontrar la vida extraterrestre, especialmente con los telescopios espaciales, cuyo tiempo de observación es limitado. Estos son los instrumentos (como el  telescopio espacial James Webb de la NASA  y el telescopio PLATO de la Agencia Espacial Europea) que podrían determinar si un exoplaneta potencialmente habitable tiene una atmósfera o alberga posibles  biofirmas.

Este tipo de investigaciones también puede ayudar a los ingenieros a diseñar otros telescopios más adecuados para estas tareas. Haqq Misra añade que los resultados podrían reforzar el apoyo para las ideas de las misiones como LUVOIR, HabEx, OST y LIFE, que utilizan diferentes tipos de instrumentos para estudiar la habitabilidad de los exoplanetas de distintas maneras.

Frank concluye: "Casi todas las estrellas de la galaxia parecidas al Sol tienen un planeta donde se podría formar vida. La humanidad lleva más de 2.500 años haciéndose esta pregunta, y ahora no solo conocemos la respuesta, sino estamos mejorando nuestros conocimientos sobre esa respuesta. Este estudio indica que hay muchos planetas por ahí en un lugar adecuado para la formación de la vida".