NeoFronteras

Detectan la vida en la Tierra usando la luz procedente de nuestro planeta y reflejada sobre la superficie lunar.

Si hace unos días veíamos en este mismo sitio web cómo están tratando de usar la polarización de la luz para detectar vida en exoplanetas, ahora aparece el primer resultado de usar esta técnica para detectar vida, pero en la Tierra. El equipo de investigadores es esta vez del observatorio ESO y ha usado la Luna como “espejo” en el que detectar la vida terrestre.
Basta tomar un espectro de la atmósfera terrestre para saber la composición de la misma. La presencia de gases como el oxígeno*, que es muy reactivo, indica la presencia de una vida, pues tiene que ser repuesto continuamente. Este tipo de líneas que absorción en los espectros exoplanetarios vendrían a indicar lo mismo. Una banda oscura en el espectro puede significar que hay pigmentos del estilo de la clorofila que absorben determinadas longitudes de onda.
La sonda Galileo se su camino hacia Júpiter pasó de nuevo por la Tierra hace ya bastantes años y se pudo hacer un experimento de espectrometría para detectar los biomarcadores terrestres. Pero lanzar una sonda sólo para hacer este tipo de experimentos puede que sea excesivo. Quizás podamos usar algún truco.
Si la Luna está en creciente o en menguante podemos observar que la parte no iluminada no es totalmente oscura. Esto se debe a que la Tierra también recibe luz del Sol y parte se refleja sobre la Luna, incluyendo la parte oscura que mira hacia nosotros. Por tanto, una manera de analizar la atmósfera terrestre “desde fuera” es usar la Luna como espejo. Esto es precisamente lo que han hecho Michael F. Sterzik (ESO, Chile), Stefano Bagnulo (Observatorio de Armagh, Irlanda del Norte, Reino Unido) y Enric Palle (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, España). Han usado el telescopio VLT que el ESO tiene en Chile para analizar con fotopolarimetría la luz procedente de la Tierra que refleja la Luna. Se centraron en la parte del espectro entre los 500 y los 900 nm.
La fotopolarimetría es un nuevo método que permitiría detectar atmósferas planetarias y quizás vida. La idea es que gracias a la polarización se puede separar la luz de la estrella (que no está polarizada) de la luz reflejada por la atmósfera planetaria (que sí está polarizada). El estado de polarización contiene mucha información que hasta ahora casi no se había usado en Astronomía.
El fenómeno de la polarización es 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. El cine en 3D también se basa en el fenómeno de la polarización y los filtros polarizadores.
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.
Para ensayar esta técnica estos investigadores usaron la luz de la Tierra, que, dicho sea de paso, es el único sitio del Universo en el que sabemos, hasta el momento, que hay vida.
“Utilizamos un truco llamado observación earthshine para mirar la Tierra como si fuera un exoplaneta,” afirma Michael Sterzik. “El Sol brilla sobre la Tierra y esa luz se refleja de nuevo sobre la superficie de la Luna. La superficie lunar actúa como un enorme espejo y refleja la luz de la Tierra de vuelta hacia nosotros… y eso es lo que hemos observado con el VLT.”
«La espectropolarimetría puede, en última instancia, decirnos si la vida vegetal más simple (basada en procesos de fotosíntesis) ha emergido en algún otro lugar del Universo,» concluye Sterzik. “Pero, por supuesto, no estamos buscando pequeños seres verdes ni evidencias de vida inteligente”.
“Encontrar vida fuera del Sistema Solar depende de dos cosas: en primer lugar de que esa vida exista y, en segundo, de que contemos con la suficiente capacidad técnica para detectarla” añade Enric Palle. “Este trabajo es un paso adelante en el camino para alcanzar esas capacidades.”
Los datos obtenidos por las observaciones realizadas en abril y junio del año pasado indican que se puede usar el estado de polarización para, por ejemplo, detectar cambios en las nubes o determinar qué partes de nuestro planeta están cubiertas por océanos. Así por ejemplo, la polarización en junio fue cerca de un 3% más alta que la de abril. Esto se debería a la distinta disposición continental, la parte principalmente atlántica en el primer caso y principalmente pacífica en el segundo.
Detectaron también oxígeno en los 760 nm de longitud de onda. Además pudieron detectar la clorofila (otro bioindicador) en la banda de los 700 nm y comprobar cómo la señal se hacía más o menos intensa según se reflejaban unas partes u otras de la Tierra y según la estación del año.
Sólo unos pocos exoplanetas de todos los posibles (e incluso los detectados por otros medios) producen tránsitos y, por tanto, sólo de éstos se pueden obtener espectros claros. Esta técnica ofrece una manera de detectar bioindicadores incluso cuando no hay tránsito.
Sin embargo, los expertos dicen que hay que esperar mucho hasta que esto se pueda aplicar a los exoplanetas. Al fin y al cabo, ahora han usado uno de los telescopios más grandes del mundo para analizar una luz que se ve a simple vista. El caso de un exoplaneta estaría a una intensidad luminosa bastantes órdenes de magnitud por debajo de este caso.
Según la nota de prensa de ESO, la próxima generación de telescopios, como el E-ELT, podría ser capaz de darnos la extraordinaria noticia de que la Tierra no está sola como portadora de vida en el vasto Universo. El E-ELT tendrá una abertura de casi 40 metros y estará operativo, en teoría, en una década. De momento instrumentos como SPHERE, instalados en el VLT, y el Gemini Planet Finder, en el telescopio Gemini, podrán estudiar la polarización de la luz de exoplanetas gigantes del estilo de Júpiter, que no son propicios para la vida tal y como la conocemos.
La NASA está planeando lanzar la misión New Worlds Mission para 2019 que quizás pueda estudiar planetas de tipo rocoso como la Tierra.

* En la atmósfera de la Tierra, los principales gases biológicos que se producen son el oxígeno, el ozono, el metano y el dióxido de carbono. Pero estos gases pueden producirse de manera natural en la atmósfera de un planeta sin la presencia de vida. Lo que constituye un biomarcador es la presencia simultánea de esos gases en cantidades que solo son compatibles con la presencia de vida. Si súbitamente la vida desapareciera y no se continuasen creando esos gases, estos reaccionarían y se recombinarían. Algunos desaparecerían rápidamente y los biomarcadores característicos desaparecerían con ellos. (Tomado literalmente de la nota de prensa)

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa (en español).
Artículo original.
Foto: ESO.