Extrapolación observacional y estimación de planetas potencialmente habitables en la Vía Láctea mediante la ecuación parcial de Drake

Introducción

La pregunta “¿estamos solos?” ha acompañado a la humanidad desde la Antigüedad. Sin embargo, en las últimas décadas ha dejado de plantearse solo en el terreno filosófico y especulativo para integrarse en el dominio cuantitativo y estadístico de la ciencia, en particular de la astrofísica observacional.

Desde el descubrimiento del primer exoplaneta alrededor de una estrella de tipo solar en 1995 (Mayor y Queloz, 1995), el número de mundos confirmados no ha dejado de crecer exponencialmente gracias a misiones espaciales como Kepler y TESS, que han permitido detectar miles de exoplanetas (más de 6000 confirmados desde 2025, según el NASA Exoplanet Archive) y caracterizar estadísticamente su frecuencia en distintos tipos de estrellas y rangos orbitales. Este avance ha abierto la posibilidad de abordar la pregunta desde un marco probabilístico.

En este trabajo se utiliza una versión reducida de la ecuación de Drake para estimar el número de planetas potencialmente habitables en la Vía Láctea. El análisis se basa en observaciones realizadas en el entorno Slooh y en estimaciones publicadas en la literatura científica reciente. El objetivo principal no es estimar el número de civilizaciones tecnológicas, sino cuantificar, con los datos en los que hoy puede confiarse, un primer nivel de este problema y responder a la siguiente pregunta: ¿cuántos entornos potencialmente habitables existen en nuestra galaxia?

Este trabajo es también la base científica de la charla ¿Estamos solos en el universo?.

La Vía Láctea como entorno astrobiológico

La Vía Láctea es una galaxia espiral barrada de tipo Sbc, con un diámetro aproximado de 150.000 años luz y una población estelar de unas

N* ≈ 2,5 × 10¹¹

estrellas, es decir, aproximadamente 250.000 millones (Licquia y Newman, 2015).

Las galaxias espirales como la Vía Láctea o Andrómeda (M31) presentan regiones activas de formación estelar gracias a sus brazos espirales, ricos en polvo y gas, que permiten la creación constante de nuevas estrellas. Por eso albergan una población estelar muy variada, desde estrellas jóvenes y masivas hasta estrellas viejas y poco masivas. Este entorno es fundamental para la astrobiología, ya que la formación planetaria está directamente ligada a la evolución estelar. Además, la metalicidad de las poblaciones estelares desempeña un papel clave en la formación de planetas rocosos, lo que conecta la evolución química galáctica con la probabilidad de habitabilidad.

Exoplanetas y zona habitable

Un exoplaneta es un planeta que orbita una estrella distinta del Sol. La zona habitable se define como la región alrededor de una estrella en la que el agua puede permanecer en estado líquido bajo determinadas condiciones atmosféricas. No todos los planetas que se encuentran en esta zona (también conocida como “zona Ricitos de Oro”) serán habitables para formas de vida como las que se conocen hasta hoy; aun así, es una buena primera aproximación, con fundamentos físico-químicos, para buscar mundos parecidos al nuestro.

La ecuación de Drake

En 1961, Frank Drake, astrónomo de la Universidad de Cornell, propuso una herramienta conceptual para estimar el número de civilizaciones tecnológicamente comunicativas en nuestra galaxia:

N = R* · f_p · n_e · f_l · f_i · f_c · L

donde:

• R* es la tasa de formación estelar.
• f_p es la fracción de estrellas con planetas.
• n_e es el número de planetas potencialmente habitables por estrella con planetas.
• f_l es la fracción de ellos en la que surge la vida.
• f_i es la fracción en la que surge la inteligencia.
• f_c es la fracción que desarrolla tecnología comunicativa.
• L es el tiempo de vida comunicativo.

Las tres primeras variables pueden estimarse actualmente con datos astronómicos, mientras que las siguientes son incertidumbres ligadas a la biología y la sociología que, hasta la fecha, siguen siendo incógnitas. En este trabajo se considera únicamente la parte astronómica de la ecuación:

N_hab = N* · f_p · n_e

donde N* es el número total de estrellas en la galaxia. El primer término se ha modificado para adaptar la formulación original, que utiliza la tasa de formación estelar R*, a una estimación del contenido estelar total actual de la galaxia. En lugar de considerar cuántas estrellas se forman por unidad de tiempo, se utiliza el número total de estrellas existentes, lo que permite aplicar el cálculo tanto a escala galáctica como a un campo reducido del cielo. A partir de ahí puede estimarse qué fracción de esas estrellas alberga sistemas planetarios y cuántos de esos planetas se encuentran dentro de la zona habitable.

Se adoptaron los siguientes valores, basados en estimaciones ampliamente citadas en la literatura:

• Número total de estrellas en la Vía Láctea: N* = 2,5 × 10¹¹ (Licquia y Newman, 2015).
• Fracción de estrellas con sistemas planetarios: f_p ≈ 1 (Cassan et al., 2012).
• Número medio de planetas potencialmente habitables por sistema: n_e = 0,22 (Petigura et al., 2013). Este valor es, en rigor, la fracción de estrellas de tipo solar (G y K) con planetas de tamaño terrestre en su zona habitable; aplicarlo a todas las estrellas de la galaxia, en su mayoría enanas M, es una hipótesis de trabajo que conviene tener presente.

Estos parámetros representan el tramo “astronómico” del problema y permiten construir una estimación cuantitativa sin introducir variables biológicas o sociológicas, que hoy tienen incertidumbres mucho mayores.

Observaciones con Slooh

Con el objetivo de conectar el modelo con evidencia observacional, se realizaron capturas mediante la plataforma Slooh en el marco de la misión AST: Are We Alone. Las observaciones se organizaron para ilustrar cuatro piezas del razonamiento.

1. Una galaxia espiral análoga a la Vía Láctea como contexto.

La observación de M31 se empleó como referencia morfológica de una galaxia espiral comparable a la Vía Láctea, que proporciona un contexto visual para discutir la formación estelar y la abundancia de entornos planetarios.

2. Una estrella con un exoplaneta confirmado.

Esta captura ilustra un caso concreto de estrella anfitriona de un exoplaneta detectado y refuerza el significado físico del término f_p: las estrellas con planetas no son una hipótesis, sino un hecho observacional.

3. Una estrella con múltiples exoplanetas.

Esta observación representa un sistema multiplanetario y se vincula con el concepto de habitabilidad más allá de la simple existencia de planetas: en los sistemas complejos importan la arquitectura orbital, las interacciones dinámicas y las condiciones que favorecen la estabilidad a largo plazo.

4. Un campo estelar de la Vía Láctea para aplicar el conteo y el cálculo local. Por último, se capturó el campo estelar norte (Figura 4) con el fin de estimar N* local mediante el conteo de fuentes.

Para el conteo se utilizó la herramienta Aladin y su detección automática de fuentes mediante SExtractor. La cantidad de objetos detectados depende del umbral de detección adoptado: con un umbral más bajo (threshold = 2) se obtuvieron aproximadamente 677 fuentes, mientras que con un umbral más restrictivo (threshold = 3) el número bajó a 483 (Figura 5).

Dado que el objetivo del ejercicio era estimar el número de estrellas reales minimizando los falsos positivos (ruido, artefactos o detecciones marginales), se adoptó un valor redondeado y conservador de N_local = 480*, que representa el número aproximado de estrellas detectadas en el campo analizado. Aplicando la ecuación parcial de Drake:

N_hab,local = N*_local · f_p · n_e = 480 · 1 · 0,22 = 105,6

Es decir, en este pequeño fragmento del cielo cabría esperar estadísticamente del orden de 100 planetas potencialmente habitables. Este resultado no implica que esos planetas se hayan detectado directamente: es una extrapolación probabilística basada en las fracciones medias estimadas para la galaxia.

Extrapolación a la Vía Láctea

Si en un campo de apenas 480 estrellas se obtiene un valor esperado cercano a 100 planetas potencialmente habitables, al escalar el cálculo al contenido estelar total de la Vía Láctea se obtiene:

N_hab,VL = (2,5 × 10¹¹) · 1 · 0,22 = 5,5 × 10¹⁰

Esto corresponde a aproximadamente 55.000 millones de planetas potencialmente habitables en nuestra galaxia.

Discusión: ¿qué significan realmente 55.000 millones?

El resultado puede parecer abrumador, pero es fundamental interpretarlo correctamente. Este valor no representa planetas confirmados, ni planetas con vida, ni planetas con inteligencia, ni mucho menos civilizaciones tecnológicas: es una estimación estadística basada exclusivamente en parámetros astronómicos observables.

El resultado indica que el cuello de botella del problema no parece estar en la disponibilidad de entornos físicamente aptos para la vida. Si la vida es rara en el universo, su rareza no estaría en la escasez de “lugares posibles”, sino en los procesos biológicos o evolutivos posteriores. Aquí reaparece la famosa pregunta formulada por Enrico Fermi en 1950: “¿Dónde están todos?”

Intentos de comunicación interestelar y debate contemporáneo

La humanidad no solo ha intentado estimar cuántas civilizaciones podrían existir; también ha intentado comunicarse. Entre los hitos más relevantes destacan:

1. Las placas de las Pioneer (1972–1973). Las sondas Pioneer 10 y 11 transportan placas con información simbólica sobre la humanidad y la posición del sistema solar en la galaxia.
2. El mensaje de Arecibo (1974). Una transmisión de radio enviada hacia el cúmulo globular M13, con información codificada sobre el ADN, los números, la estructura atómica y el sistema solar.
3. SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence). Programas de búsqueda de señales electromagnéticas artificiales procedentes del espacio profundo.

Estos hitos muestran que la búsqueda no es exclusivamente teórica: la humanidad ha comenzado a actuar como una civilización detectable. Paralelamente, la investigación actual se orienta hacia la detección de biofirmas atmosféricas y tecnofirmas mediante instrumentación avanzada. Los debates contemporáneos, incluido el análisis científico de fenómenos aéreos no identificados (UAP) y la desclasificación de datos, muestran que la pregunta sigue vigente tanto en el ámbito académico como en el social. No obstante, cualquier avance debe sostenerse sobre evidencia verificable y una metodología rigurosa.

Conclusión

Este trabajo no pretende responder de manera definitiva a la pregunta que lo motiva. Su aportación consiste en mostrar que hoy se cuenta con herramientas observacionales, modelos estadísticos y datos empíricos que permiten enmarcar la cuestión dentro de la astrofísica cuantitativa. La inmensidad de la Vía Láctea, combinada con la abundancia de sistemas planetarios, sugiere que la posibilidad de otros entornos habitables es real y numerosa. Si estamos solos o no sigue siendo una incógnita abierta, pero por primera vez en la historia puede intentarse responder con números, telescopios y ecuaciones, y no únicamente con imaginación.

La búsqueda continúa y, con ella, la expansión progresiva de nuestra capacidad para medir, interpretar y comprender el cosmos.

Referencias

• Cassan, A., et al. (2012). One or more bound planets per Milky Way star from microlensing observations. Nature, 481, 167–169.
• Licquia, T. C., & Newman, J. A. (2015). Improved estimates of the Milky Way’s stellar mass and star formation rate. The Astrophysical Journal, 806(1), 96.
• Mayor, M., & Queloz, D. (1995). A Jupiter-mass companion to a solar-type star. Nature, 378, 355–359.
• NASA Exoplanet Archive (2025). Caltech/IPAC.
• Petigura, E. A., Howard, A. W., & Marcy, G. W. (2013). Prevalence of Earth-size planets orbiting Sun-like stars. PNAS, 110(48), 19273–19278.