El aire de otros mundos
Cuando un planeta pasa por delante de su estrella, una pizca de luz atraviesa su atmósfera y nos trae su «huella» química. El Webb lee esas huellas con una finura que ningún telescopio anterior alcanzaba.
El punto de partida: los tránsitos
Conocemos miles de planetas alrededor de otras estrellas (exoplanetas), y la mayoría se han descubierto por el método del tránsito: si la órbita está bien alineada con nosotros, el planeta pasa periódicamente por delante de su estrella y la atenúa un poquito, como un diminuto eclipse. Ese pequeño bajón de brillo delata su existencia, su tamaño y su órbita. Pero el tránsito esconde un regalo extra: durante esos minutos, una parte de la luz de la estrella roza el borde de la atmósfera del planeta antes de llegar hasta nosotros.
Qué es la espectroscopía de transmisión
Cada gas absorbe colores muy concretos. Así que, cuando la luz estelar atraviesa la fina capa de atmósfera del planeta, esa atmósfera borra justo las longitudes de onda que sus moléculas saben absorber, dejando baches en el espectro. Comparando la luz de la estrella durante el tránsito con la luz de la estrella sola, se obtiene la huella química de la atmósfera del planeta… sin habernos movido de aquí. Es la espectroscopía de transmisión, y es la especialidad del Webb gracias a su enorme sensibilidad en el infrarrojo, justo la región donde dejan su firma moléculas como el agua, el dióxido de carbono o el metano.
El Webb tiene, además, otras dos técnicas:
- Espectroscopía de emisión (eclipse secundario): cuando el planeta se oculta detrás de la estrella, se resta su luz y se obtiene el espectro del lado de día del planeta: su temperatura y su composición.
- Curvas de fase: siguiendo al planeta a lo largo de su órbita se cartografía cómo cambia la temperatura entre el día y la noche; es decir, su clima.
El caso que lo demostró: WASP-39 b
WASP-39 b es un planeta gigante y muy caliente, ideal para estrenar la técnica. En él, el Webb logró varias primicias mundiales:
- La primera detección inequívoca de CO₂ en la atmósfera de un exoplaneta (el inconfundible bache a 4,3 µm).
- Agua, monóxido de carbono y nubes repartidas de forma irregular por el planeta.
- Dióxido de azufre (SO₂), que no estaba «de fábrica»: se forma por fotoquímica, reacciones disparadas por la luz ultravioleta de la estrella sobre los gases de la atmósfera. Fue la primera prueba de fotoquímica en otro mundo, igual que la que, en la Tierra, fabrica la capa de ozono.
Con un solo planeta, el Webb demostró que podía no solo detectar moléculas, sino reconstruir la química de una atmósfera lejana.
Qué se sabía antes del Webb
El Hubble y el Spitzer ya habían detectado vapor de agua en algunos «júpiteres calientes», pero con un rango de colores estrecho y mucho ruido: no llegaban a confirmar el CO₂, ni a inventariar varias moléculas a la vez, ni a medir bien las temperaturas. Y las atmósferas de planetas rocosos estaban sencillamente fuera de su alcance. El salto del Webb ha sido como pasar de oír una melodía lejana y entrecortada a escuchar la orquesta entera.
Hacia los mundos rocosos
El Webb cubre el infrarrojo con una sensibilidad enorme, así que la caracterización de atmósferas se ha vuelto casi rutinaria en planetas grandes. Pero el objetivo de fondo son los planetas rocosos del tamaño de la Tierra, sobre todo los que orbitan enanas rojas: estrellas pequeñas y frías donde el contraste entre el planeta y la estrella es más favorable, y donde los tránsitos son frecuentes.
El banco de pruebas estrella es el sistema TRAPPIST-1, con siete planetas del tamaño de la Tierra. Los datos del Webb sugieren que el más interior, TRAPPIST-1 b, no tiene una atmósfera densa: probablemente sea una roca pelada y caliente. Saber que un mundo carece de aire es, en sí mismo, un resultado valioso: nos enseña qué planetas conservan atmósfera y cuáles la pierden, una pregunta clave para la habitabilidad.
Lo difícil: biofirmas y prudencia
El sueño último es detectar una biofirma: una combinación de gases que, en la Tierra, solo mantiene la vida. Por ejemplo, oxígeno junto a metano, dos gases que reaccionan entre sí y que deberían desaparecer si algo no los repusiera continuamente. Pero detectar biofirmas es endiabladamente difícil:
- Hacen falta muchísimos tránsitos acumulados para extraer la débil señal de un planeta pequeño.
- Hay que separar la señal del planeta de la actividad de la estrella: las manchas y fulguraciones de las enanas rojas contaminan los datos e imitan rasgos atmosféricos.
- Y casi ninguna molécula es prueba concluyente por sí sola. Por ejemplo, la afirmación de haber detectado sulfuro de dimetilo (DMS) —un gas que en la Tierra produce el plancton marino— en el sub-Neptuno K2-18 b fue muy discutida por otros equipos, que no la reproducen con seguridad.
Nota importante a tener en cuenta. A día de hoy no se ha detectado vida ni una biofirma concluyente en ningún exoplaneta, y conviene desconfiar de los titulares que lo sugieren: una sola molécula nunca es prueba de vida. El Webb nos está acercando como nunca a esa pregunta, pero la respuesta —si llega— exigirá tiempo, muchísimas observaciones y mucha cautela. Y ese rigor es, precisamente, lo que hace que el día que llegue una respuesta sólida, podamos creérnosla.