La solución a misterios exoplanetarios de la mano de datos masivos Hasta el momento se conocen unos cuatro mil exoplanetas en la Vía Láctea, y muy pocos guardan algún parecido con los planetas del sistema solar. Una iniciativa de la UE está analizando las características de los exoplanetas y por qué son tan diferentes. Investigación fundamental Espacio © Dotted Yeti, Shutterstock El futuro gran avance en la investigación de los exoplanetas será la caracterización de sus atmósferas. La razón es muy sencilla: si conocemos la composición química de estas atmósferas podemos obtener datos importantes sobre los procesos de formación y evolución, que son los responsables de la diversidad de los exoplanetas en nuestra galaxia. Antes del proyecto ExoLights, financiado con fondos europeos, la investigación en el campo de la espectroscopia atmosférica exoplanetaria había sido muy escasa e irregular, y la investigación solo abarcaba uno o dos espectros en una longitud de onda muy limitada. «Con esta filosofía es muy difícil obtener respuestas a las preguntas científicas más importantes sobre los exoplanetas», explica Giovanna Tinetti, coordinadora del proyecto. «El camino a seguir consiste en un análisis exhaustivo de los exoplanetas para una gran variedad de entornos; solo así encontraremos las respuestas que buscamos». La caracterización de exoplanetas en la era de los datos masivos El equipo de ExoLights logró varios avances científicos importantes y desarrolló una infraestructura de claves numéricas de código libre para observar e interpretar un gran conjunto de atmósferas exoplanetarias. En 2018, los miembros del equipo publicaron el primer catálogo de treinta atmósferas exoplanetarias analizadas. «Este trabajo ha supuesto un cambio radical en el campo de las atmósferas exoplanetarias; hemos pasado de investigar planetas individuales a caracterizar conjuntos», señala Tinetti. «El motor que ha impulsado a la caracterización exoplanetaria hacia estos objetivos ha sido el acento en el análisis de conjuntos y la infraestructura para supervisar y procesar datos masivos». Los científicos han obtenido algunos resultados de gran relevancia. Uno de ellos es el primer análisis de la atmósfera exoplanetaria en una supertierra. El primer hallazgo de vapor de agua en la atmósfera de una supertierra, que se encuentra en la zona habitable de su estrella, es otro de los logros de calado de la investigación. Un nuevo nivel de conocimiento sobre mundos exóticos exoplanetarios Según estudios estadísticos, a fin de probar a cabalidad los modelos planetarios y que estos nos revelen los parámetros físicos más importantes, es necesario observar sistemáticamente un número considerable de planetas (una cifra dos órdenes de magnitud mayor que el número de planetas observables en instalaciones genéricas futuras). «Estamos hablando de una observación a gran escala, con una cantidad enorme de muestras y durante mucho tiempo. Esto es algo que solo se puede lograr con instrumentos específicos, y no con telescopios de uso genérico que no están optimizados para esta aplicación», aclara Tinetti. En sus inicios, el proyecto realizó trabajos de diseño e investigación para misiones y observatorios astronómicos, como ARIEL y Twinkle. «ExoLights ha dirigido los esfuerzos de planificación e implementación de estas misiones en Europa», añade Tinetti. «Durante la siguiente década, toda la comunidad científica en materia planetaria y exoplanetaria aprovechará este trabajo». ExoLights también ha demostrado tener un compromiso social y ha participado en diferentes actividades educativas. El programa Original Research By Young Twinkle Students es una iniciativa educativa innovadora y de gran éxito que permite a institutos de enseñanza secundaria participar en trabajos de investigación relacionados con la misión espacial Twinkle, bajo la supervisión de estudiantes de doctorado y otros jóvenes científicos. El proyecto ARIEL Data Challenge Series se inició en 2019 y ha logrado reunir a científicos de datos profesionales y aficionados. Utilizan el aprendizaje automático para eliminar el ruido en las observaciones de exoplanetas, causado por las manchas estelares y los propios instrumentos. En 2019, más de cien equipos internacionales participaron en la competición ARIEL Data Challenge Machine Learning. Tinetti concluye: «ExoLights ha creado una infraestructura de código abierto para observar, analizar e interpretar las atmósferas en exoplanetas; esto abre un amplio campo de investigación para los próximos diez años. Las herramientas de código abierto desarrolladas, las misiones espaciales que se han diseñado y que se están poniendo ahora en marcha y los avances científicos publicados serán el legado del proyecto». Palabras clave ExoLights, exoplanetas, atmósferas exoplanetarias, datos masivos, caracterización de exoplanetas, espectro, supertierra
