Kepler-62 es una sistema planetario alucinante. Es uno de los pocos que tiene planetas en la Zona Habitable Conservadora de una estrella que no es una enana roja.
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| Representación artística del planeta Kepler-62 f. (Fuente: NASA Ames. JPL-Caltech). |
Y no es nada fácil detectar un planeta potencialmente habitable en una estrella del tipo solar. Basta decir que, para obtener datos sobre Kepler-62 f, el planeta más prometedor, hay que esperar nada menos que 264 días hasta que se produce cada tránsito. Se obtienen menos tránsitos por unidad de tiempo y, por consiguiente, menos datos para calcular los parámetros del planeta. A esto hay que añadir que la señal del tránsito es más débil, porque depende de la relación entre el radio del planeta y el radio de la estrella.
Por el contrario, acostumbrados como estamos a analizar planetas potencialmente habitables en estrellas pequeñas y frías, enanas rojas, con todos los problemas que conllevan (actividad, desecación, acoplamientos de marea, etc.), en las estrellas como Kepler-62 estos aspectos son más moderados.
Kepler-62, aunque algo más fría y pequeña que el Sol (0,64 R⊕), es una estrella de tipo solar. Es una vieja estrella del tipo K2V, con más de 7.000 millones de años, comparada con los 4.700 millones de años del Sol. Está muy muy lejos, a 1.200 años luz.
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| Comparativa entre el sistema planetario de Kepler-62 y el Sisterma Solar Interno. (Fuente: NASA Ames. JPL-Caltech). |
En 2013 el equipo del telescopio Kepler, liderado por Bill Borucki, realizó el anuncio espectacular de 5 planetas orbitando alrededor de esta estrella. Los planetas (Kepler-62 b, c, d, e y f) tienen tamaños marcadamente terrestres de 1,31, 0,54, 1,95, 1,61 y 1,41 R⊕, con periodos orbitales de 5,7, 12,4, 18,2, 122,4 y 267,3 días, respectivamente.
Además, los dos más alejados (Kepler-62 e y f) parecen especialmente prometedores, ambos cercanos a la Zona Habitable de la estrella. Particularmente interesante es Kepler-62 f, el más lejano que con 0,41 S⊕, está ubicado en la Zona Habitable Conservadora. De hecho, aparece en la lista de planetas más prometedores que mantiene en Laboratorio de Habitabilidad Planetaria, de la Universidad de Puerto Rico en Arecibo.
El impacto que ha producido este sistema planetario ha sido notable. Cuando fue anunciado en 2013 causó sensación que el telescopio espacial Kepler empezara a aportar candidatos tan interesantes. Con la experiencia de los años, podemos afirmar (en 2017) que esas buenas expectativas no han sido defraudadas.
Una manifestación apasionante del impacto en nuestra sociedad de este sistema planetario es, sin lugar a dudas, la serie de novelas juveniles KEPLER62, escritas por el finlandés Timo Parvela, con un éxito arrollador que ha motivado su traducción a varios idiomas. Espero que algún día sea traducida al español y al inglés.
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| Portada de una de las exitosas novelas juveniles KEPLER62, de Timo Parvela. |
Sin embargo, volviendo al hecho científico, apenas se conoce el tamaño, el periodo orbital y el semieje mayor de la órbita de los planetas. La estrella está a más de 1,200 años luz y no es nada fácil obtener información adicional. Las masas de los planetas no son sino burdas estimaciones, ya que no es posible estudiar sus velocidades radiales, ni las interacciones gravitatorias entre los planetas (los TTV).
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| Los cinco tránsitos de los planetas anunciados en 2013. (Fuente: Bill Borucki, 2013) |
El descubrimiento de 2013 utilizaba los primeros 12 trimestres de observaciones (Q1-Q12) del telescopio Kepler, abarcando 1.013 días de datos integrados cada 30 minutos, entre el 13 de Mayo de 2009 y el 17 de Marzo de 2012.
El software de identificación de candidatos a planeta (KOI, Kepler Object of Interest) detectó fácilmente 3 posibles planetas, los que serían posteriormente Kepler-62 b, d y e.
Más complicado fue el siguiente planeta, no detectado informática, sino visualmente. Es, además, el que se llamaría Kepler-62 f y el que tiene más posibilidades teóricas de habitabilidad. El tema era que únicamente había tres tránsitos, el mínimo necesario para identificar un planeta candidato (un KOI). Había además un posible un tránsito que caía muy cerca de una conexión técnica del telescopio Kepler con la Tierra, periodo durante el cual no había recolectado datos. Estos periodos cercanos a los huecos suelen producir señales espurias con numerosos falsos positivos y el software rechazaba al candidato.
Finalmente, una nueva versión más depurada del software permitió en el último momento identificar un pequeño candidato, quizá del tamaño de Marte, que posteriormente sería llamado Kepler-62 c.
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| El tránsito actual de Kepler-62 f con datos actualizados de 2017. (Fuente: DR25. NASA Ames, 2017) |
La validación en 2013 de los planetas candidatos fue obtenida por el método BLENDER que estima la probabilidad de que los tránsitos observados puedan ser el resultado de un “falso positivo”, como pudiera ser que fueran producidos por dos estrellas binarias. El método es computacionalmente muy intensivo porque calcula numerosas combinaciones que puedan explicar los datos observados. Para ello, se obtienen muchas curvas de luz sintéticas construidas por escenarios de falsos positivos. Claro, estas curvas son comparadas con la curva de luz observada para identificar cuáles son plausibles y de esta forma deducir qué combinaciones de falsos positivos puedan justificar los datos observados. Cuando estos falsos positivos plausibles no son significativos el planeta se considera validado y que los tránsitos son debidos a un planeta real.
Tras la publicación de la detección de los planetas del equipo Kepler en 2013, enseguida, apareció un artículo de Lisa Kaltenegger et al. sobre la habitabilidad de los Mundos Océano, planetas cubiertos en su mayoría por un profundo océano de agua. Los modelos de habitabilidad desarrollados mostraron la viabilidad de los planetas Kepler-62 e y f como Mundos Océano.
Pero tanto los modelos 1-D de Mundos Océanos como los más convencionales de la Zona Habitable clásica de Kopparapu estaban limitados. Son planetas de los que apenas se conoce el radio y el periodo orbital, pero aspectos cruciales como la masa, la excentricidad, la rotación, el albedo y la densidad son desconocidos.
Qué sabe nadie.
Muy útiles fueron los estudios en 2014 de Stephen R. Kane, siempre perspicaz, analizando la sensibilidad de la Zona Habitable a la incertidumbre de los parámetros estimados de la estrella. El resultado era que, a pesar de la incertidumbre, con más de un 99% de posibilidades Kepler-62 f estaba en la Zona Habitable Conservadora de Kopparapu.
Finalmente, en 2016 Aomawa Shields et al. analizaron la habitabilidad del sistema aplicando un modelo de circulación global 3-D, que incluía un tratamiento sofisticado de las nubes. La rotación y la excentricidad de los planetas del sistema apenas son conocidas y tienen una gran influencia en estos modelos, sin embargo, en un planeta en la Zona Habitable de una enana naranja al menos para Kepler-62 f, con un periodo de 267 días, puede suponerse que las fuerzas de marea son débiles. El planeta no tiene necesariamente que sufrir acoplamiento de marea, tal como ya sugirió Bolmont en su artículo de 2014. Otra cosas sería si la estrella fuera una enana roja.
La última noticia (2017) ha sido la distribución del fichero con los resultados (casi) finales de la primera etapa del telescopio Kepler. En el DR25 (Data Release, versión 25), no deja de llamar la atención que el planeta Kepler-62 f aparece como un FALSO POSITIVO. Y todo ello a pesar de que el fichero completo actual de 17 trimestres (Q1-Q17) contiene un tránsito más para este planeta que el utilizado en 2013 (Q1-Q12).
Aclaran que eso no quiere decir que el planeta no exista. Al parecer asumen que la necesidad de utilizar algoritmos de chequeo (Robovetter) uniformes para todos los candidatos, con elevado nivel de fiabilidad, y que tengan una fuerte interpretabilidad estadística, imponen la necesidad de eliminar algunos planetas confirmados. Recordemos que Kepler-62 f se ve afectado por la falta de datos en su primer tránsito.
Parece que este interesante planeta potencialmente habitable será durante muchos años una gran incógnita. Sus 1.200 años luz de distancia a la Tierra hacen que la estrella sea demasiado débil para cualquier análisis detallado.
Para los 17 trimestres del DR25 una pequeña marquita muestra los tránsitos de Kepler-62 f. El primero (en Q3) coincide con una desconexisón del sistema (Fuente: DR25. NASA Ames, 2017)
2013. El espectacular anuncio de los 5 planetas orbitando alrededor de la estrella Kepler-62.
2013. Lisa Kaltenegger et al. analizan las posibilidades de que algunos planetas de Kepler-62 puedan ser Mundos Océano.
2014. Stephen R. Kane analiza cómo la incertidumbre de los datos estimados puede afectar a la habitabilidad anunciada de Kepler-62 f.
2014 y 2015. Emeline Bolmont estudia las fuerzas de marea que pueden ser cruciales para entender la estabilidad de los planetas más interiores del sistema. Para Kepler-62 f el efecto es reducido.
2016. Aomawa Shields analiza la habitabilidad de una planeta con un sofisticado modelo de circulación global. Sin embargo, carece de datos precisos.
2017. Descripción de las condiciones de obtención de los candidatos del DR25.
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