NeoFronteras

Estudian un nuevo método de detección de exoplanetas

Área: Espacio — miércoles, 22 de febrero de 2012

El estudio de la luz polarizada podría revelar la atmósfera de exoplanetas o incuso de los exoplanetas en sí.

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Saber que hay otros mundos por ahí afuera, e incluso saber que alguno está en la zona habitable de su estrella no es suficiente. Si queremos saber si hay vida en otros lugares en el cosmos tenemos que analizar la atmósfera de esos exoplanetas.
Si el planeta pasa por delante del disco de su estrella podemos intentar tomar un espectro antes y después del evento para así ver la composición de la atmósfera. Esto se ha hecho ya en unos pocos casos, pero todavía no se ha detectado la atmósfera de la inmensa mayoría de los planetas conocidos. Naturalmente es más fácil cuanto más grande es el planeta, pues su mayor atmósfera absorberá proporcionalmente más luz de determinadas frecuencias de su estrella. Pero, ¿qué pasa si el planeta es pequeño o simplemente no produce tránsitos sobre su estrella?
Podemos intentar ver la luz que refleja un planeta de su estrella, pero esto se ha conseguido en contadísimas ocasiones y para casos poco interesantes. Esto se debe a que esa luz es miles de veces menos intensa que la luz de la estrella, es como tratar de ver un mosquito sobre el faro encendido de un automóvil.
Sloane Wiktorowicz de la Universidad de California en Santa Cruz trabaja en un nuevo método que permitiría detectar atmósferas planetarias, haya tránsito o no. Su idea se basa en un fenómeno bien conocido por aquellos que usan gafas de sol polarizadas. La luz de una estrella no está polarizada, es decir, que la luz oscila perpendicularmente a la dirección de propagación de todas las maneras posibles. Sin embargo, cuando la luz de una estrella es difundida por una atmósfera planetaria entonces queda polarizada, es decir, que oscila preferentemente en unas determinadas direcciones. Es la razón por la cual el cielo se ve oscuro para determinados ángulos a través de unas gafas de sol polarizadas. Un fenómeno que también conocen los fotógrafos y que les permite oscurecer un cielo que generalmente es demasiado brillante usando un filtro polarizador.
Por tanto, si un exoplaneta tiene atmósfera y ésta difunde la luz de la estrella entonces podríamos detectar esa atmósfera, o incluso al planeta mismo, analizando la polarización de la luz que recibimos con un polarímetro. Si se le añade un espectrómetro entonces incluso se puede saber la composición de dicha atmósfera.
El estudio de la polarización por sí solo permite, por ejemplo, saber si hay nubes o neblinas en el planeta. Fue así como en su día se descubrió que Venus no tenía nubes de agua, sino de ácido sulfúrico.
Una de las ventajas de esta técnica es que no se necesita un equipo muy caro ni grandes telescopios para realizarla, basta un telescopio en tierra firme de tamaño medio, como el telescopio de 3m del observatorio Lick en las cercanías de San José (California).
Pero, por otro lado, una de las desventajas es que con este método se priman planetas que orbiten cerca de la estrella. De momento el método es más prometedor para el análisis de exoplanetas ya detectados que para descubrir nuevos planetas.
Wiktorowicz y sus colaboradores han desarrollado un polarímetro que está basado en un modulador fotoelástico. Éste consiste en unas barras de vidrio que vibran decenas de miles de veces por segundo. Su última versión, el POLISH2, ya lo están ensayando en el telescopio antes mencionado.
Aunque este polarímetro ya es lo suficientemente preciso como para detectar exoplanetas no es fácil tal objetivo debido a los problemas de calibrado. La luz en su camino a la Tierra puede encontrase con polvo interestelar que altere su estado de polarización, así que estos astrónomos gastan cada noche un tercio de su tiempo de observación asignado en calibraciones frecuentes usando estrellas de referencia.
También trabajan en la mejora de los programas de análisis, que se las tienen que ver con los 500 Gigabytes de datos recopilados cada noche.
Wiktorowicz espera que pronto pueda detectar con este sistema las atmósferas de unas pocas decenas de exoplanetas, principalmente ya conocidos.
Usando este mismo dispositivo en telescopios de 10 m se podrían detectar más exoplanetas, incluso algunos de tamaño similar a Neptuno, pero no mucho más pequeños.
Si la idea funciona se podrá instalar instrumentos similares en los futuros telescopios de 30 m que se están planeando construir. ¿Se detectará la atmósfera de Tierra II así? El tiempo lo dirá.

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Fuentes y referencias:
Notica en Astrobio.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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19 Comentarios

  1. pvl:

    Sin desmerecer el resto de áreas de estudio en el estudio del cosmos, es evidente que el el área de la búsqueda y análisis de los exoplanetas y de la posibilidad de que alberguen vida, ahora mismo es el más puntero o cuando menos el más atractivo para los aficionados. Y es que en cuestión de unos pocos años hemos asistido como testigos privilegiados a la posibilidad real de encontrar planetas extrasolares que alberguen vida. Y algunos tan prometedores como el waterworld de la siguiente noticia a escasos 40 a.l. de la Tierra, lo que, quizás, en un futuro no demasiado lejano, los ponga al alcance de misiones espaciales.

  2. tomás:

    Estimado pvl:
    Creo que la mayor velocidad alcanzada por un artefacto construido por el hombre no ha alcanzado los 100 km/s y sólo durante corto tiempo. Demos ventaja y supongamos que somos capaces de alcanzar los 5.000 km/s durante todo el recorrido, que ya es suponer. La nave tardaría nada menos que… 2.400 años en llegar.
    No hace tanto se ha descubierto que tenemos todo un mundo de seres vivos bajo nuestros pies, hasta sobrepasar los 3 km de profundidad y cuya masa puede igualar la que alcanza la biosfera de superficie, mares y atmósfera. ¿Cuanto podríamos aprender de ellos? ¿Y de los otros animales que estamos exterminando, como bonobos y delfines, p. e.?
    No soy enemigo de que se investigue el espacio y el hombre no puede evitar soñar conquistarlo, pero doy prioridad a nuestra más cercana Tierra y a este momento de verdadero peligro para nuestro futuro.
    Un cordial saludo.

  3. pvl:

    Completamente de acuerdo con todo lo que has comentado Tomás. Yo tampoco dudo de que lo que queda por descubrir aquí en la Tierra es apasionante, pero si tengo que elegir, creo que sin desmerecer lo anterior, la posibilidad de descubrir vida extraterrestre es un hito científico que se convertirá sin duda en el descubrimiento más importante de la Historia, por una sencilla razón: porque abrirá definitivamente la puerta del Espacio al ser humano. Si descubrimos vida fuera, antes o después llegaremos allí precisamente porque existe. Si no es en este siglo será
    en el siguiente y si no en el siguiente. Por el contrario, si no descubrimos vida fuera, el aliciente para explorar el cosmos se verá muy reducido. Esa es al menos mi percepción.
    Un saludo igualmente cordial.

  4. Miguel Angel:

    Comparto lo que dice pvl. Si aparece un candidato adecuado y después de analizar el espectro de su atmósfera llegamos a la conclusión de que alberga vida, habrá que plantearse la misión interestelar tarde o temprano.

    El tema de que la misión dure algunos milenios será un handicap, cómo ya puntaba Neo en otra noticia, pero no debería ser un obstáculo definitivo.La catedral de la ciudad en la que finalicé mis estudios tardó en construirse casi 500 años y no por ello se abandonó su proyecto…

    La velocidad que propone tomás me parece bastante adecuada y similar a los 3000 km/seg que propongo yo como velocidad máxima.

    Saludos/abrazos.

  5. NeoFronteras:

    Pues eso del viaje interestelar tardará y mucho. No hay un buen sistema para realizarlo, ni Física que lo permita en el lapso de una vida humana. Me temo que todos los que aquí comentamos no lo veremos.
    Además para 2050 si no cambian las cosas la Tierra habrá ya colapsado ecológicamente, así que no habrá recursos para veleidades.
    Aunque sí, la detección de vida fuera de nuestro mundo sería algo histórico. Y un tanto frustrante. Saber que hay vida, no saber cómo es y saber que nunca lo sabrás.

    De todos modos nunca se podrá encontrar un reemplazo para la Tierra, en ningún sentido.

  6. Oscar Anibal Chao:

    La ciencia ficción, cuando trata de la colonización de otros mundos, siempre toman como referencia los grandes viajes marítimos de los siglos XVI-XVII. Pero creo que la realidad se parecerá más a la expansión de las tribus polinesias por el Pacífico sur hace 1000-1500 años. Ocurría allí que, cuando un clan era derrotado en una guerra, los vencedores tenían el poder de exterminarlos, pero, a la vez, sabían que los derrotados, como no tenían nada que perder, iban a pelear como fieras. Entonces se hacía un pacto: se le daba al clan derrotado un par de meses para que organizase una expedición y se buscase otra isla donde vivir.
    Se partía a la aventura y el costo humano de esas expediciones era tremendo: moría el 80% de los viajeros. Y los supervivientes no instalaban una colonia: era una sociedad entera la que viajaba de una isla a otra para nunca regresar.
    Los viajes interestelares implicarán; o bien alcanzar velocidades tan cercanas a la luz que el tiempo corra lentamente en el interior de los vehículos, o bien (y esto parece más probable) desarrollar alguna forma de hibernación artificial y dormir congelados durante milenios. En cualquiera de los dos casos, los astronautas tienen que viajar preparados para instalar una sociedad nueva, completamente independiente y prácticamente incomunicada con la Tierra.
    Saludos.
    Oscar Chao

  7. NeoFronteras:

    Sí, se pone a la sociedades polinesias siempre como símil de colonización espacial, pero sería diferente. Un viaje a otra isla del Pacífico dura semanas no siglos.
    Es verdad que alcanzar velocidades cercanas a la de la luz hace que el tiempo transcurra despacio para los astronautas, pero no para los demás. Una sociedad no pagaría para que unos cuantos se vayan por ahí en un viaje costosísimo.
    La energía necesaria para algo así es simplemente fabulosa. Ya necesitamos mucha energía para lanzar unos protones a velocidades relativistas en el LHC. Una nave pesaría mucho más.
    Además se necesitaría un escudo aún más pesado para detener la radiación con la que se encontraría, básicamente consistente en átomos de hidrógeno con los que la nave se encuentra, pero que se mueven a una velocidad relativa a la nave cercana a la de la luz.
    La hibernación no sería suficiente, porque se necesitarían siglos para alcanzar las estrellas a velocidades modestas. A un 10% de c la estrella más cercana estaría a 40 años. Y nadie cree que un posible “blanco” esté tan cerca.
    La criogenización no funciona en animales superiores adultos, pero se podría intentar con embriones. Aunque habría que protegerlos de la radiación igualmente.
    Además tendrían que viajar con todo el ecosistema terrestre si quieren sobrevivir. Toda exobiología tendría una bioquímica incompatible con la nuestra. Y ahí se incluye la posible comida. Y sin exobiología nativa no hay ni oxígeno ni nada. Incluso éste no está garantizado incluso si hay vida. Los polinesios llegaban a una nueva isla y la podían colonizar sin problemas. Quizás sólo se llevaban con ellos unos cerdos y algún cultivo.
    En suma, el viaja interestelar tripulado es muy muy difícil. La única posibilidad es encontrar una Física desconocida que permita algo así.

  8. tomás:

    Impecable razonamiento en 7. La conclusión es la misma que la expuesta en el artículo de Opinión que recomiendo encarecidamente: “No podemos escapar, tenemos que solucionar”
    Enhorabuena, estimado Neo.

  9. Miguel Angel:

    Lo de “solucionar primero” es la opción mas lógica y barata, no me parece que admita discusión. Lo de “no podemos escapar” lo acaba de argumentar muy bien Neo y solamente admite alguna puntualización, muy imaginativa, por mi parte.

    Si hacemos el esfuerzo de imaginar que en vez de seguir comportándonos como una plaga, vamos a disminuir la población mundial hasta ser 500 millones de personas en todo el mundo viviendo con preferencia en zonas tropicales para gastar menos en calefacciones, gastando la energía de un modo muy eficaz y sin despilfarros y disponiedo de refugios baja Tierra para hacer frente a posibles extinciones masivas, podríamos considerar que ya hemos solucionado.

    A partir de ahí, creemos que esa población tendría por delante por 1000 millones de años, o mas usando su tecnología, antes de que el calentamiento solar termine por hacer inhabitable el planeta.

    Habría que considerar también que la evolución haría que el Homo Sapiens originase pronto otra especie, del mismo modo que ya no hay Homo erectus en la actualidad. Pero nuestro conocimiento de los genes puede hacer que los manipulemos para aumentar nuestras capacidades, hacer desaparecer enfermedades o aumentar nuestra longevidad…¿quién sabe?

    Nuestros descendientes podrían haber descubierto una solución para una longevidad inusitada cambiando nuestro metabolismo por uno tipo reptiliano, encontrando un elongador de las telomerasas o manipulando genes del embrión antes de que nazca.

    Tal vez sea imposible esta inmortalidad celular sin que las células se vuelvan locas y malignicen, que es lo que nos ocurre actualmente.

    Pero si fuese posible esta longevidad ya podríamos tener una población de seres interesados en plantear el viaje para no dejar de existir con el último canto del Sol, aunque no puedan irse todos. Previamente se podría enviar alguna misión para ir terrformando el planeta.

    De todos modos es mucho imaginar, tal vez sea mejormandar a algunos unicelulares a distintos destinos en naves mas pequeñas (incluso Jets), mas baratos.

  10. JavierL:

    En ese caso estimado Miguel Angel la solución mas idónea seria jugar a la lotería para que los organizadores paguen el viaje al nuevo planeta y además se vuelvan mas ricos.

    Yo pienso que si se lograra terraformar Marte, la necesidad de viaje constante entre la población que se encuentre allá y la nuestra impulsaría la tegnologia espacial, y quien sabe si esto abra las puertas a un viaje múlti generacional a un nuevo sistema solar.

  11. tomás:

    Miguel Angel y JavierL andan muy sobrados de imaginación.

  12. JavierL:

    Pues quizás estimado tomás.

    Yo solo se que mis padres hace 40 años se quedaron cortos cuando imaginaban el futuro.

    Mi imaginación quizás se exagere, como paso con los carros voladores, o quizás se quede corta como en lo referente al desarrollo de la computación.

    ?como podemos saber como será la tecnología en 100años? o ?quizás en mil?, (claro, si todavía no nos hemos volado el planeta)

    Lo único que podemos estar seguro es que habrá gente haciéndose rica con cada desarrollo. Por eso imagine lo de la lotería.

  13. tomás:

    Estimado JavierL: En realidad, mi comentario iba más dirigido a nuestro apreciado Miguel Angel.
    Con él, estoy de acuerdo en “solucionar primero”. Matizando, me conformaría con los 3.000 mill. que Lovelock acepta para un futuro sostenible, aunque serían más deseables esos 500 ocupando las zonas más benignas. Pero eso de vivir bajo tierra por temor a las extinciones tiene poco sentido. Hay numerosas razones que sólo si estáis interesados os enumeraré, así que sigamos.
    Muy admisibles su 3º y 4º párrafos. Pero con el 5º ¿qué quieres que te diga? No me apetece andar por las calles arrastrándome sobre la barriga. Y no poder tomar unas tapas en un bar por haberme tragado un conejo con piel y pelo un mes antes… pues tampoco. Es interpretación bromista, claro.
    En cuanto al penúltimo ha de referirse a algún planeta fuera del Sistema Solar puesto que habla del fin del Sol. Si sabemos que no existe una estrella más cercana que Próxima Centauri en la que aún cabe la posibilidad de encontrar algún planeta terraformable en la zona habitable, admitamos la posibilidad de ese objetivo. Si está a más de 4 al, a la velocidad asombrosa de 5.000 km/s de la que ya hemos hablado, se tardará algo más de 240 años en llegar. Pero fíjate que si el más pequeño error en los batiscafos que investigan los fondos marinos son de peligro mortal, ¿que podrá suceder en un viaje sin retorno y con el agravante de que no pueden dar la vuelta para coger ese destornillador que han olvidado?. Incluso para unos seres muy longevos y que se reproduzcan por el camino, ¿es posible una vida recluida tanto tiempo en un espacio muy limitado? Posiblemente toda su vida encerrados.
    Y eso de terraformar, parece como si, inventada la palabra, la cosa esté ya resuelta. ¿con qué materiales, con qué energía podrá contarse allí?
    Pero, al final, reconoce que es mucho imaginar y se contenta con enviar unicelulares.
    Pues en eso, estudiado el caso, podríamos estar de acuerdo.

    Tú, más modesto, te conformas con Marte. Y yo te pregunto ¿no será más sencillo poner en uso la meseta del Tibet, Siberia, Mongolia, Sahara, Arabia, Calahari, etc.? Incluso, si me apuras, inmensas plataformas marinas que permitieran el paso del sol. ¿Pero no estamos en que hay que disminuir la población?

    En cuanto a los progresos del futuro no sabemos en qué dirección se avanzará. Tienes razón en lo de tus padres pero, tras el viaje a la Luna ¿quien de nosotros pudo imaginar que no estaríamos ya allí en cúpulas estancas? O incluso en Marte.

    Un cordial saludo.

  14. Miguel Angel:

    Estimado tomás:

    No hablo de vivir bajo tierra, sino de refugios como los que ya existen actualmente. De todos modos si consideras que son mas interesantes los refugios al aire libre o debajo del agua, estaría encantado de escuchar tus argumentos porque me puedes sacar de algún error que tenga, ya que reconozco que en estosd temas se me escapan algunos aspectos, así puedo seguir aprendiendo que es lo que me interesa.

    En cuanto a lo de la terraformación, date cuenta de que podría ser mucho mas sencillo terraformar un exoplenta que Marte o la Luna o Mercurio (que para mi sorpresa también son candidatos para la terraformación según propones algunos….).

    Si tenemos un planeta con agua, atmósfera y sin signos de vida podría bastar con enviar una misión robótica con un cóctel bien amplio de algas extremófilos, arqueas, hongos, no se si algún liquen o la semilla de algunas plantas que podrían soltarse al cabo de algunos milenios con un temporizador para dar tiempo mientras tanto a los unicelulares a ir prosperando…

  15. Miguel Angel:

    …en cuanto al número de humanos admisible y número idóneo, ayer pusieron un programa muy bueno en “tres14” y dieron cifras muy interesantes. Por ejemplo: tocamos a una hectárea y media (15000 metros cuadrados) por cada habitante del planeta.

    Una cifra muy relevante que dieron era la población máxima que se cree que puede soportar el planeta y hablaron de 12500 millones, a lo cual podríamos llegar en unos 15 o 20 años.

    Así que, hablando finalmente de un tema muchísimo mas serio,mientras seamos tantos estaremos cada vez mas cerca de la crisis y del desastre. Pero esto si que tiene solución, está en nuestras manos.

    Inutil hablar de ningún ecologismo si no disminuimos nuestro número.

  16. Miguel Angel:

    Se referían a una hectárea y media de terreno cultivable.

  17. tomás:

    Mi admirado Miguel Angel: Soy yo el que puede aprender de ti pero dejémoslo en que nos podemos enseñar mutuamente. Creo que contra la caída de un meteorito, una supererupción volcánica, o una guerra nuclear, podría ser de alguna utilidad estar bajo tierra, aunque la transformación atmosférica y de las aguas haría poco útil la medida. Quizá se salvaran unos cuantos más, pero no es un remedio suficiente. Contra meteoritos lo mejor es vigilar y proveernos de medios adecuados, cosa que no se está haciendo cuando podría aprovecharse el desarme para utilizar en lo posible tanta energía en desviar objetos potencialmente peligrosos. Mi opinión es que debieran desviarse ligeramente hacia otro plano orbital y disminuir su velocidad para obtener una especie de trayectoria balística hacia el Sol. No creo que fuera difícil.
    Una erupción volcánica tiene mal remedio, pero una guerra nuclear está en nuestras manos evitarla.
    Otros escenarios pueden ser una epidemia general, para el cual lo subterráneo de poco serviría, un calentamiento desorbitado que no sabemos a dónde podría llevarnos. Habría que despejar las zonas tropicales y abandonar los terrenos bajos para estar más frescos. Pero si fuese una glaciación sería al contrario: emigrar a los trópicos.
    En cualquier caso una controlada disminución de la población es imprescindible. (Lo de controlada es para que no me toque).

    Respecto a eso de terraformar, ya sabes que soy totalmente contrario. Ni soñar con exoplanetas. Descartemos Mercurio por muchas razones; las principales son su alta temperatura diurna, unos 400 ºC y su muy baja nocturna -150 ºC o menos. Como debe tener una atmósfera casi inexistente, aunque parece tener un campo magnético, su proximidad al Sol debe hacerlo insoportable.
    Con la Luna y Marte, podrían admitirse campanas en las que llevar a cabo estudios o incluso extracción de materiales, pero nada más en mi opinión. Y enviar vida, ¿para qué?
    Sin embargo sí soy partidario de explorar los pequeños meteoritos del cinturón de asteroides por si alguno tiene materiales que precisemos en la Tierra. Uno “pequeño” y que se pueda transportar puede tener más materia que podamos necesitar de la que pudiera encontrarse en la Tierra. Habría que resolver el problema de cómo aterrizar.
    Pero, en fin, todo esto son meras especulaciones.

  18. Miguel Angel:

    Muy estimado tomás:

    No te quepa duda de que esa admiración es mútua y se fundamenta mas que en la innegable riqueza y variedad de tus comentarios, en el valor ético y positivo que destilan.

    Por fortuna puedo decir lo mismo de la práctica totalidad de comentarios que leo en Neofronteras, a quien debo agradecer sinceramente la oportunidad que nos brinda de compartir nuestros conocimientos, nuestras curiosidades e incertidumbres. En mi caso, es notable la satisfaccióin que siento cuando veo que puedo promocionar esa sociedad de cooperación y altruísmo que no por lejana me parece que debamos renunciar a ella.

    Por eso quiero decirle a tomás que ojalá esté con nosotros por mucho tiempo y también al resto de los amigos de la página.

  19. JavierL:

    Pues tengo que manifestar mi apoyo al comentario de Miguel Angel, me encanta esta página, y los comentarios de todos los foristas, al igual que un deporte lo define las cosas que no se pueden hacer, la calidad de los comentarios te lo da la calidad del filtro. Espero que neo no lo cambie nunca.

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