Desde pequeño, me fascina la idea de otros mundos orbitando estrellas lejanas. La posibilidad de que, en algún lugar, a años luz de distancia, existan otros planetas con mares, montañas e incluso formas de vida siempre ha encendido mi imaginación. Lo que nunca lograba imaginar es que algún día me dedicaría de verdad a buscarlos profesionalmente y, más aún, a intentar desvelar los secretos de sus atmósferas. Actualmente, mi investigación se centra en planetas fuera del Sistema Solar, los llamados exoplanetas.
Llevábamos décadas pensando (por un buen motivo) que el sistema solar era un prototipo de sistema planetario. Que otros sistemas solares se parecerían a él. Nuestra galaxia, no obstante, nos ha enseñado todo lo contrario, que las estrellas hospedan sistemas planetarios extremadamente diversos: desde júpiteres calientes (gigantes gaseosos que orbitan tan cerca de sus estrellas que sus atmósferas se expanden y escapan al espacio) hasta planetas rocosos algo más grandes que la Tierra, las llamadas súper-Tierras.
De todos los descubrimientos, hay uno que me parece especialmente interesante: el tipo de exoplaneta más común en nuestra galaxia es un planeta intermedio entre la Tierra y Neptuno. Los llamamos sub-Neptunos y, en un giro inesperado, resulta que nuestro sistema solar no tiene ni un solo representante de esta categoría. Es decir, nuestro hogar cósmico no solo no es típico, sino que ni siquiera contiene ejemplos de los planetas más abundantes de la Vía Láctea. Casi nada.
Los sub-Neptunos son verdaderamente desconocidos para nosotros: no sabemos si son mundos completamente cubiertos de océanos bajo densas atmósferas de hidrógeno o si son mini-gigantes gaseosos, valga la paradoja. Esta incertidumbre los convierte en uno de los objetivos más fascinantes de la astronomía moderna, porque cualquier hallazgo que hagamos podría revolucionar lo que entendemos sobre la formación de planetas… y sobre la posibilidad de que estos sean habitables (aunque quizá no para la especie humana).
Afortunadamente, podemos investigar de qué están hechas las atmósferas de esos exoplanetas y esto nos da pistas sobre su historia, desde las condiciones de formación hasta cómo ha sido su evolución. Y aquí es donde viene la parte más fascinante: la vida interactúa con la atmósfera de maneras no triviales. La vida es, al fin y al cabo, la causante de que haya cerca de un 21% de oxígeno en la atmósfera terrestre. Estudiar atmósferas de exoplanetas potencialmente habitables nos puede dar evidencia de la existencia de vida extraterrestre.
A mi llegada al Instituto de Astrofísica de Andalucía en 2015, comencé a desarrollar nuevas técnicas para estudiar las atmósferas de exoplanetas. Con el espectrógrafo CARMENES, uno de los instrumentos más avanzados del mundo para este tipo de investigaciones, logramos realizar las primeras detecciones de vapor de agua en exoplanetas a alta resolución. Este fue un hito importante: por primera vez, podíamos analizar la composición de estos mundos con una claridad nunca antes vista.
Pero mi trabajo, desde Granada hasta Leiden (Países Bajos), no se ha limitado solo a la observación. En este campo, cuando observamos desde observatorios terrestres, buscamos débiles señales atmosféricas de exoplanetas… ¡teniendo nuestra propia atmósfera sobre nuestras cabezas! El ruido generado por la atmósfera terrestre es dominante en nuestros datos, por lo que he dedicado años a perfeccionar los métodos que usamos para desentrañar lo que hay enterrado. A través del contrato Severo Ochoa, tengo la apasionante oportunidad de estudiar los entresijos de las técnicas que la comunidad emplea, para entender lo mejor posible cómo distinguir una señal real del ruido terrestre. Es, en cierto modo, como aprender a escuchar el pájaro piando en medio de una tormenta: las técnicas correctas nos permiten separar el canto del exoplaneta dentro del estruendo de nuestra atmósfera.
En definitiva, estamos al borde de una revolución en el estudio de atmósferas de exoplanetas. Por primera vez en la historia tenemos la tecnología y el conocimiento necesario para estudiar planetas exóticos que pueden albergar vida. La respuesta a la pregunta que nos acompaña desde hace siglos, “¿estamos solos?”, está a la vuelta de la esquina.
Desde el IAA les invitamos a mirar al cielo y compartir con nosotros esa ilusión. Los mundos que estamos descubriendo no solo nos enseñan más sobre el universo, sino también sobre nuestro lugar en él.
Ilustración del posible aspecto del exoplaneta TOI-421 b, un sub-Neptuno caliente que orbita alrededor de una estrella similar al Sol situada a unos 244 años luz de la Tierra. Se cree que TOI-421 b posee una atmósfera clara, sin brumas ni nubes. Créditos: NASA, ESA, CSA y D. Player (STScI)