¿Cómo se descubren nuevos planetas fuera del sistema solar?

Publicado el 5 junio, 2025 por Rodrigo Ricardo

Ciencia

El descubrimiento de planetas fuera de nuestro sistema solar, conocidos como exoplanetas, ha revolucionado la astronomía en las últimas décadas. Desde el primer hallazgo confirmado en 1992, los avances tecnológicos y las nuevas metodologías han permitido identificar miles de estos cuerpos celestes, algunos con condiciones similares a la Tierra. Pero, ¿cómo se descubren los exoplanetas? Este artículo explora las técnicas más utilizadas por los astrónomos, desde el método de tránsito hasta la astrometría, y analiza los desafíos y futuras innovaciones en este campo.

La búsqueda de exoplanetas no solo satisface la curiosidad científica, sino que también busca responder preguntas fundamentales: ¿Estamos solos en el universo? ¿Existen planetas habitables? Para responderlas, los investigadores emplean telescopios terrestres y espaciales, algoritmos de inteligencia artificial y colaboraciones internacionales. A continuación, profundizaremos en cada método de detección, sus ventajas, limitaciones y los descubrimientos más relevantes asociados a ellos.

Además, el estudio de exoplanetas tiene implicaciones en la astrobiología, la física estelar y la comprensión de la formación planetaria. Con misiones como TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) y el futuro telescopio James Webb, la capacidad de detectar mundos distantes sigue expandiéndose. Este artículo proporciona una visión detallada y académica sobre las estrategias que permiten a los científicos encontrar nuevos planetas en sistemas solares lejanos.

1. El método de tránsito: Detectando sombras estelares

El método de tránsito es una de las técnicas más efectivas para descubrir exoplanetas y ha sido responsable de la mayoría de los hallazgos confirmados. Consiste en medir las diminutas disminuciones en el brillo de una estrella cuando un planeta pasa frente a ella, bloqueando parcialmente su luz. Este fenómeno, similar a un microeclipse, permite a los astrónomos inferir el tamaño, la órbita y, en algunos casos, la composición atmosférica del planeta.

Uno de los proyectos más exitosos que utiliza este método es la misión Kepler de la NASA, la cual descubrió más de 2,600 exoplanetas confirmados durante su operación. Kepler monitoreó continuamente el brillo de más de 150,000 estrellas en una región específica de la Vía Láctea, identificando patrones de tránsito repetitivos que delataban la presencia de planetas. Sin embargo, este método tiene limitaciones: requiere que la órbita del planeta esté alineada perfectamente con la línea de visión desde la Tierra, lo que reduce las probabilidades de detección.

Además del tamaño, el método de tránsito permite estudiar las atmósferas exoplanetarias mediante espectroscopía. Cuando la luz de la estrella atraviesa la atmósfera del planeta (si la tiene), ciertas longitudes de onda son absorbidas por moléculas como agua, metano o dióxido de carbono. Telescopios como Hubble y James Webb han utilizado esta técnica para buscar biofirmas, es decir, indicadores químicos de posible vida.

A pesar de su eficacia, el método de tránsito enfrenta desafíos, como las interferencias causadas por manchas estelares o binarias eclipsantes. Para minimizar falsos positivos, los astrónomos combinan esta técnica con otras, como la velocidad radial, que veremos a continuación.

2. El método de velocidad radial: El bamboleo gravitacional de las estrellas

El método de velocidad radial, también conocido como espectroscopía Doppler, se basa en detectar pequeños movimientos oscilatorios de una estrella causados por la atracción gravitacional de un planeta en órbita. Cuando un planeta gira alrededor de su estrella, ambos cuerpos giran en torno a un centro de masa común, lo que provoca un ligero “bamboleo” estelar que puede medirse mediante cambios en la luz de la estrella.

Este método fue clave en el descubrimiento del primer exoplaneta alrededor de una estrella similar al Sol, 51 Pegasi b, en 1995. Los astrónomos Michel Mayor y Didier Queloz utilizaron variaciones en el espectro de la estrella para determinar la presencia de un planeta masivo, lo que les valió el Premio Nobel de Física en 2019.

La velocidad radial es especialmente útil para detectar planetas masivos cercanos a su estrella, conocidos como Júpiter calientes, ya que inducen oscilaciones más pronunciadas. Sin embargo, tiene dificultades para identificar planetas pequeños o aquellos en órbitas muy alejadas, ya que su influencia gravitacional es mínima.

Avances recientes en espectrógrafos de alta precisión, como HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) en Chile, han mejorado la sensibilidad de este método, permitiendo la detección de supertierras (planetas rocosos más grandes que la Tierra). Combinado con el método de tránsito, la velocidad radial ayuda a calcular la masa y densidad de los exoplanetas, determinando si son gaseosos o rocosos.

3. Astrometría: Midiendo el movimiento estelar con precisión

La astrometría es una de las técnicas más antiguas para buscar exoplanetas, aunque su aplicación en este campo ha sido más limitada en comparación con otros métodos. Este enfoque consiste en medir con extrema precisión los cambios en la posición de una estrella en el cielo, causados por el tirón gravitacional de un planeta en órbita. A diferencia del método de velocidad radial, que detecta movimientos hacia adelante y hacia atrás (en la línea de visión), la astrometría registra desplazamientos laterales (perpendiculares a la línea de visión).

Uno de los mayores desafíos de la astrometría es la necesidad de una precisión extraordinaria, ya que el movimiento inducido por un planeta es extremadamente pequeño. Por ejemplo, Júpiter hace que el Sol se mueva alrededor de su centro de masa a una velocidad de aproximadamente 12 m/s, pero este desplazamiento angular es mínimo visto desde la Tierra. Sin embargo, misiones como Gaia, de la Agencia Espacial Europea (ESA), están revolucionando este campo. Gaia ha medido las posiciones de más de mil millones de estrellas con una precisión sin precedentes, lo que podría llevar al descubrimiento de miles de exoplanetas, especialmente gigantes gaseosos en órbitas amplias.

Aunque la astrometría ha tenido menos éxito en la detección de exoplanetas en comparación con otros métodos, su potencial es enorme. En el futuro, telescopios más avanzados podrían usarla para encontrar planetas similares a la Tierra en órbitas similares a la nuestra. Además, este método es especialmente útil para determinar la masa real de un exoplaneta, ya que, combinado con la velocidad radial, permite calcular la inclinación orbital y, por tanto, la masa verdadera del planeta.

4. Imágenes directas: Fotografiando mundos distantes

Uno de los métodos más espectaculares para descubrir exoplanetas es la imagen directa, que consiste en captar la luz reflejada o emitida por el planeta mismo, separándola de la abrumadora luminosidad de su estrella anfitriona. A diferencia del método de tránsito o la velocidad radial, que dependen de efectos indirectos, esta técnica permite ver directamente el planeta, lo que abre la puerta a estudios detallados de su atmósfera y superficie.

Sin embargo, obtener imágenes directas de exoplanetas es un desafío técnico enorme. Las estrellas son millones de veces más brillantes que sus planetas, lo que hace que estos últimos sean casi invisibles en el resplandor estelar. Para superar este obstáculo, los astrónomos utilizan coronógrafos (máscaras que bloquean la luz de la estrella) y óptica adaptativa (sistemas que corrigen las distorsiones atmosféricas en telescopios terrestres).

Algunos de los exoplanetas más famosos descubiertos por imagen directa incluyen HR 8799 b, c, d y e, un sistema planetario múltiple captado por el telescopio Keck en Hawái. Otro hito fue la imagen de Proxima Centauri c, un posible planeta alrededor de la estrella más cercana al Sol.

Las futuras misiones, como el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman (lanzamiento previsto para 2027) y los telescopios extremadamente grandes (ELT) en construcción, mejorarán drásticamente esta técnica. El objetivo final es fotografiar planetas similares a la Tierra en zonas habitables, analizando sus atmósferas en busca de signos de vida.

5. Microlentes gravitacionales: La lupa cósmica

La microlente gravitacional es un fenómeno predicho por la teoría de la relatividad de Einstein y se ha convertido en una herramienta poderosa para detectar exoplanetas, especialmente aquellos que orbitan lejos de su estrella o que no emiten suficiente luz para ser vistos directamente. Este método aprovecha el efecto de lente que ocurre cuando una estrella (o planeta) pasa frente a otra estrella más distante, curvando y amplificando su luz debido a la gravedad.

Cuando un planeta orbita la estrella que actúa como lente, puede producir un segundo pico de brillo en la curva de luz, revelando su presencia. Este método es particularmente útil para encontrar planetas fríos y distantes, similares a los gigantes gaseosos de nuestro sistema solar, así como mundos flotantes libres que no orbitan ninguna estrella.

Uno de los proyectos más importantes en este campo es OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), que ha descubierto docenas de exoplanetas, incluyendo algunos con órbitas extremadamente amplias. Sin embargo, la microlente gravitacional tiene una limitación clave: los eventos de lente son únicos y no repetibles, lo que dificulta la confirmación y el estudio posterior de los planetas detectados.

A pesar de esto, la técnica sigue siendo valiosa porque puede encontrar planetas que otros métodos no detectarían, especialmente en regiones como el bulbo galáctico, donde las estrellas están muy concentradas.

6. El futuro de la caza de exoplanetas: Inteligencia artificial y nuevas misiones

El descubrimiento de exoplanetas está entrando en una nueva era gracias a los avances tecnológicos y el uso de inteligencia artificial (IA). Los algoritmos de aprendizaje automático ahora pueden analizar enormes conjuntos de datos de telescopios como TESS y Kepler, identificando señales de planetas que los métodos tradicionales podrían pasar por alto.

Además, misiones futuras como:

PLATO (ESA): Buscará planetas similares a la Tierra en zonas habitables.
ARIEL (ESA): Estudiará las atmósferas de exoplanetas en detalle.
James Webb (NASA/ESA): Ya está proporcionando datos revolucionarios sobre composiciones atmosféricas.

Estos proyectos, combinados con telescopios gigantes como el ELT (Extremely Large Telescope), prometen descubrir no solo más planetas, sino también posibles biofirmas—indicadores químicos de vida.

Conclusión

El descubrimiento de exoplanetas ha transformado nuestra comprensión del universo, revelando una asombrosa diversidad de mundos. Desde el método de tránsito hasta las imágenes directas, cada técnica tiene sus ventajas y limitaciones, pero juntas están construyendo un catálogo cada vez más completo de planetas más allá del sistema solar.

Con la próxima generación de telescopios y el poder de la inteligencia artificial, estamos más cerca que nunca de responder la pregunta definitiva: ¿Existe vida en otros planetas? La búsqueda continúa, y cada nuevo descubrimiento nos acerca a ese momento histórico.