El desafío de detectar océanos en mundos extrasolares
De todos los peligros que, durante siglos, han acechado a los exploradores polares, el mayor de sus miedos siempre fue verse atrapado por la banquisa al llegar el invierno. Ya fuese en el Ártico o en la Antártida, cuando se acercaba la noche polar y las temperaturas descendían drásticamente, los hielos se apoderaban de todo a su paso, inmovilizando los barcos con un potente abrazo sobre los cascos, dejando a tripulaciones enteras congeladas en el tiempo y el espacio. Los cielos, casi siempre nublados, les impedían tomar mediciones precisas para saber dónde se encontraban y así, sin referencias astronómicas solares ni estelares, los capitanes de aquellos navíos debían echar mano de soluciones imaginativas para escapar de su prisión helada. Esos mismos cielos nublados que dificultaban su orientación podían resultar muy útiles de otra manera: Cuando el cielo se extiende como una interminable sábana gris tapando el sol, también se convierte en una especie de espejo que refleja el mar… como un mapa al revés. Gracias a estos reflejos, los navegantes polares experimentados, pueden distinguir manchas oscuras, a las que llaman «Cielos de aguas» que reflejan aguas abiertas. El mar abierto, las aguas libres de hielos, se reflejan en el cielo encapotado de manera más oscura que la superficie congelada y, durante cientos de años, aquellos marinos atrapados utilizaron ese efecto óptico para fijar rumbos y localizar aguas abiertas desde los barcos.
Curiosamente, en nuestros días, las ventajas de esta idea centenaria pueden ser de gran ayuda para otro tipo de aventureros: astrónomos y astrofísicos que, a través de la luz que nos llega desde el Universo, también exploran en busca de nuevos mundos. La búsqueda de planetas fuera de nuestro Sistema Solar está lanzada y ya conocemos casi 6.000 exoplanetas, docenas de ellos situados en regiones de habitabilidad donde, al menos en teoría, podrían albergar mares y océanos. Sin embargo, y a pesar de la exuberancia y diversidad de estos planetas y sus atmósferas, resulta sorprendente saber que aún no hemos encontrado un océano líquido en otro planeta, más allá de nuestro vecindario solar. Por supuesto, han surgido candidatos prometedores pero, hasta el momento, ninguno de ellos se ha podido confirmar.
Las razones de esta ausencia de noticias también son variadas. En primer lugar, contamos con numerosas limitaciones técnicas. La tecnología que hemos desarrollado se ha mostrado muy eficiente detectando exoplanetas mediante diferentes métodos (como tránsitos, microlentes gravitacionales o velocidad radial), pero no nos ofrece demasiada información sobre lo que ocurre a ras de suelo. En la actualidad, ningún observatorio en activo (incluido el poderoso JWST) posee la precisa combinación de contraste angular y resolución necesaria para analizar la superficie. Por otro lado, los propios candidatos a planetas acuáticos también nos plantean importantes obstáculos ya que suelen desplegar atmósferas densas o abundantes coberturas nubosas que ocultan su superficie.
Pero la inquietud, la curiosidad y la creativa imaginación de nuestros actuales astrónomos no desmerecen de las de aquellos antiguos navegantes polares que, ante problemas similares están echando mano, a su manera, de las mismas soluciones centenarias. «Inferir, de manera remota, la presencia de agua líquida en la superficie de un planeta a partir de observaciones sin resolución espacial representa un desafío importante y es aquí donde la detección del brillo oceánico podría aportar evidencia». Así comienza un estudio publicado hace solo unas semanas en el repositorio científico ArXiv (enviado a The Astronomical Journal para su revisión) en el que astrofísicos de la Universidad de Arizona (EEUU) evalúan la posibilidad de detectar brillo oceánico en exoplanetas, similares a la Tierra, utilizando datos simulados del Observatorio de Mundos Habitables (HWO) de la NASA.
El estudio publicado en ArXiv recoge algunas de las propuestas que, durante la última década, se han lanzado para encontrar océanos en planetas extrasolares, con un giro muy interesante ya que anticipa las condiciones idóneas para detectarlos utilizando datos simulados de una misión espacial que aún no se ha lanzado…
El Observatorio de Mundos Habitables o HWO (Habitable Worlds Observatory) es un proyecto de telescopio espacial en desarrollo de NASA que, con suerte y si no hay demasiados retrasos o problemas financieros, se lanzará en la década de 2040. Sus instrumentos ópticos trabajarán en óptico, infrarrojos y ultravioleta con el ambicioso objetivo de identificar y obtener imágenes directas de exoplanetas potencialmente habitables. También contará con herramientas de espectrometría que le permitirán analizar posibles biomarcadores en esos prometedores mundos.
Sin embargo, aún quedan muchos años para su lanzamiento y aquí es donde los autores del nuevo estudio han adelantado el trabajo (y, de paso, también han condicionado el desarrollo del propio telescopio) con una simple pregunta: si tuviéramos datos reales del futuro telescopio HWO, ¿Podríamos realmente detectar el brillo del agua en esas señales, distinguiéndolas de planetas sin océanos?
El concepto clave de todas las investigaciones sobre este tema es el «glint», el reflejo especular de un océano cuando la luz incide sobre él en un ángulo muy concreto. Para diferenciar esa precisa señal, los investigadores utilizaron modelos computacionales (rfast) para simular un mundo parecido a la Tierra y lo ampliaron asumiendo que el planeta está cubierto completamente por agua (lo que se conoce como mundo hicéano). El siguiente paso es simular cómo lo vería el HWO, generando una cuadrícula con los parámetros a tener en cuenta, como el ángulo de fase (la posición del planeta respecto a su estrella y a nosotros: en fase llena, en cuarto creciente, etc.) o la relación señal-ruido del instrumento (es decir, simulando tanto observaciones «sucias» como observaciones bastante limpias). Finalmente, y para asegurarse, comparan dos modelos: tanto los datos simulados con un modelo que incluye «glint» oceánico como los de un modelo que no tiene ese brillo.
Las conclusiones del estudio son reveladoras y muy positivas. En primer lugar porque redefinen las condiciones necesarias para detectar ese brillo y apunta a que se necesita un ángulo de fase de al menos 120°. Es un número importante porque mejora las estimaciones anteriores que indicaban que se requería un ángulo de fase de unos 130°. Diez grados de diferencia puede parecer poco, pero en la práctica es muy relevante y hace la detección algo más viable ya que cuanto mayor es el ángulo de fase necesario, más cerca tiene que estar el planeta de su estrella en el momento de la observación, y eso choca con las limitaciones del coronógrafo del telescopio (el «escudo» que bloquea la luz estelar), que tiene más dificultades para observar en esos ángulos extremos. Por otro lado, los resultados de estas simulaciones observan que la señal del glint se hace más clara en la parte roja del espectro en este ángulo de fase, lo que servirá a los ingenieros de NASA para ajustar los parámetros del futuro telescopio espacial HWO.
En definitiva nuestros modernos navegantes de mundos lejanos empiezan a definir sus propios «cielos de aguas», las pistas necesarias para encontrar planetas con mares y océanos y, aunque todavía tengamos que esperar algunos años, ahora sabemos dónde y cómo mirar.
Referencias científicas y más información:
Eleanor Cornish, Tyler D. Robinson (2026) Retrieving Ocean Glint Reflectance Signatures from Directly Imaged Earth-like Exoplanets arXiv Astro-ph.EP doi: arXiv.2609.04597
Andy Tomaswick (2026) NASA’s Next Great Observatory Could Spot Oceans on Distant Worlds Universe Today
Jacob Lustig-Yaeger et al. (2018) Detecting Ocean Glint on Exoplanets Using Multiphase Mapping The Astronomical Journal doi: 10.3847/1538-3881/aaed3a
Matthew Williams (2021) A Technique to Find Oceans on Other Worlds Universe Today
Sobre el autor: Javier Peláez (@Irreductible), es escritor y comunicador científico. Autor de «500 Años de Frío» (2019), «Planeta Océano» (2022) y «En busca del último continente» (2026). También es guionista en el programa de TVE «Órbita Laika», creador del Podcast Irreductible, ganador de tres premios Bitácoras, un premio Prisma a la mejor web de divulgación científica por Naukas.com y un Premio Ondas al mejor programa de radio digital por Catástrofe Ultravioleta.
