Encontrar una segunda Tierra es el grand slam de la astronomía moderna. El problema: casi la mitad de las estrellas de tipo solar que pueblan nuestro vecindario, gemelas del Sol, viven en pareja. Y a esos sistemas dobles, los métodos actuales apenas saben sondearlos. Un concepto de misión de la NASA llamado SHERA, por Searching for Habitable Exoplanets with Relative Astrometry, propone remediarlo con un telescopio de 22 cm, una vara gravitacional y una precisión de medición que roza la ciencia ficción.

La mitad de las estrellas cercanas, un desierto sin explorar

Empecemos por una cifra que sorprende: cerca del 50 % de las estrellas de tipo solar cercanas al Sol, gemelas de nuestra estrella, no están solas. Orbitan en pareja, a veces más, sistemas que los astrónomos llaman binarias. El sistema más próximo a nosotros, Alfa Centauri a 4,3 años luz, es un triple: dos estrellas de tipo solar, A y B, más una enana roja distante, una estrella pequeña, pálida y más fría. Dicho de otro modo, las candidatas «Tierra 2.0» más accesibles de la Galaxia pueden esconderse en sistemas que nadie observa.

La razón de ese desierto exploratorio es técnica. El tránsito, el método que dio fama a Kepler, exige un alineamiento perfecto: a nuestros ojos, el planeta debe cruzar justo por delante de su estrella. Y un planeta del tamaño de la Tierra solo tapa unas 100 partes por millón de la luz de una estrella de tipo solar, una diezmilésima parte del brillo. En cuanto a la velocidad radial, la técnica que rastrea el pequeño vaivén de una estrella tirada por sus planetas, una rocosa en zona habitable, la banda de órbitas donde el agua puede permanecer líquida, apenas hace tambalear la suya 9 cm/s, un ritmo al que se tardaría un día entero en recorrer casi 8 km. Y los mejores espectrógrafos del mundo, los instrumentos que descomponen la luz en colores para medir semejantes movimientos, se estancan en unos 50 cm/s, frenados por las manchas y granulaciones que agitan la superficie de las propias estrellas.

Astrometría relativa: la binaria como vara de medir

La solución de SHERA es simple y elegante, y toma prestada una idea de la astrometría, el arte de medir la posición de las estrellas en el cielo. En lugar de medir la posición de una estrella contra un fondo de referencia, como hace Gaia con una precisión de unos 100 microarcosegundos, SHERA mediría la distancia entre las dos estrellas de una misma binaria. Para hacerse una idea de la unidad: un microarcosegundo es el ángulo bajo el que veríamos un cabello desde 20 000 km. Dos estrellas unidas gravitacionalmente son una vara de medir que viaja con usted: los errores ópticos y del fondo se compensan, porque ambas luces cruzan el mismo instrumento al mismo tiempo.

Si una de las dos estrellas lleva un planeta, oscila alrededor del centro de masas común, el punto de equilibrio de la pareja, como dos patinadores que giran el uno alrededor del otro. Ese balanceo se repite al ritmo de la órbita del planeta y hace variar la distancia entre las dos estrellas. SHERA lo seguiría día tras día, con una precisión objetivo de 0,5 a 1,1 microarcosegundos según la diana, unas 20 veces mejor que Gaia.

Gráfico de la separación proyectada entre Alfa Centauri A y B en el tiempo, mostrando la oscilación paraláctica anual y la órbita de 80 años de la pareja.
La separación proyectada entre Alfa Centauri A y B en el tiempo: la oscilación paraláctica anual, la órbita de la pareja en 80 años. Un planeta imprimiría su modulación periódica en esta curva. Crédito: Pierre Kervella, figura del artículo de SHERA (arXiv:2608.04250).

Una pupila difractiva grabada con haz de electrones

¿Cómo consigue un telescopio de 22 cm, más pequeño que uno de aficionado, semejante precisión? La respuesta está en un grabado. El espejo primario de SHERA lleva una pupila difractiva: un tablero de ajedrez microscópico de minúsculos escalones grabado en el vidrio mediante litografía de haz de electrones, la misma técnica que fabrica los chips de sus teléfonos. Esa máscara curva la luz de las estrellas y la despliega en una figura regular, conocida de antemano, sobre el detector, la pila fotosensible que sustituye a la película.

La figura cumple tres funciones. Sirve de regla interna que mide en continuo las deformaciones de la óptica. Reparte la luz sobre varias zonas del detector, lo que suaviza los defectos de fabricación del sensor. Y vigila el color medio de la luz recibida, para distinguir una señal planetaria de una mancha estelar, una zona oscura que cruza la superficie de la estrella y desplaza ligeramente su tono.

A la izquierda el patrón de fase de la pupila difractiva grabado en el espejo de 22 cm, a la derecha la figura de difracción simulada en el detector.
La pupila difractiva grabada en el espejo de 22 cm (izquierda) y la figura de difracción que produce en el detector (derecha), muestreada a 0,123 segundos de arco. Crédito: figura del artículo de SHERA (arXiv:2608.04250).

La lista de dianas: 7 sistemas, 14 estrellas, 4 planetas esperados

SHERA apuntaría a 14 estrellas repartidas en 7 sistemas binarios cercanos, todos a menos de 17 parsecs, la unidad de distancia de los astrónomos, unos 55 años luz. Solo tipos G y K, dos familias de estrellas parecidas al Sol, un poco más calientes las G, un poco más anaranjadas las K. Encabezan la lista Alfa Centauri A y B, con una sensibilidad anunciada de 0,4 masas terrestres, un mundo entre Marte y Venus, la mejor de toda la muestra. Luego 61 Cygni, 70 Ophiuchi, 36 Ophiuchi, Xi Bootis, p Eridani y el par HR 2667/2668.

Trasladando a órbitas de 3 años lo que Kepler aprendió sobre las frecuencias de planetas, el porcentaje de estrellas que albergan al menos una, el equipo espera 4 ± 2 planetas pequeños de menos de 4 masas terrestres en zona habitable. El resultado cuenta incluso si es nulo: si SHERA encontrara 0 o 1, demostraría estadísticamente que las binarias forman muchos menos planetas rocosos que las estrellas solitarias.

Gráfico de sensibilidad en masa planetaria detectable para las 14 dianas de SHERA en una misión de 3 años, con los umbrales de los métodos rivales en comparación.
Los límites de detección en masa planetaria para las 14 dianas en 3 años (curvas cian): de 0,4 masas terrestres en Alfa Centauri a una decena en las dianas lejanas. Crédito: figura del artículo de SHERA (arXiv:2608.04250).

Lo que cambia para la búsqueda de vida

SHERA no es solo una cazadora de planetas. También es un explorador al servicio del futuro gigante de la NASA. De las 14 dianas, 13 figuran en la lista de prioridad 1 del Habitable Worlds Observatory (HWO), el observatorio de 6 a 8 m que la NASA espera lanzar en la década de 2040 para fotografiar gemelas de la Tierra.

El interés es económico. Una simulación del artículo muestra que si SHERA descubre 3 planetas en dianas de alta prioridad, el tiempo de observación que HWO necesita para estudiar en detalle un número dado de planetas, tamaño, atmósfera, cae un 40 %. En un observatorio donde cada hora cuesta decenas de miles de dólares, no es un detalle. Conocer de antemano la existencia y la órbita de un planeta evita años de apuntamientos al vacío.

Otro dividendo: combinada con mediciones de velocidad radial desde el suelo, la astrometría de SHERA reconstruiría la geometría 3D completa de esos sistemas, la inclinación de las órbitas, su forma, las masas de los protagonistas. Un laboratorio dinámico para entender cómo las estrellas dobles moldean la formación de planetas, una cuestión abierta desde el descubrimiento de las primeras exoplanetas en órbitas de tipo S, es decir, girando en torno a una sola de las dos estrellas.

Gráfico que muestra la reducción del tiempo de observación del Habitable Worlds Observatory cuando SHERA ya encontró tres planetas en dianas prioritarias.
El ahorro de tiempo de observación del Habitable Worlds Observatory cuando SHERA ya localizó 3 planetas en dianas prioritarias: hasta un 40 % del tiempo. Crédito: figura del artículo de SHERA (arXiv:2608.04250).

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