NeoFronteras

Se están investigando métodos para saber si un exoplaneta tiene océanos aunque la imagen de dicho exoplaneta sea sólo un punto.

Hemos tardado mucho en llegar hasta aquí, hasta saber que hay otros planetas fuera de nuestro sistema solar y que algunos pueden estar a distancia adecuada para que haya agua líquida y quizás vida. Tardaremos aún mucho en poder ver los discos de esos planetas y saber cómo son. Incluso ahora no somos capaces de verlos tan siquiera como un punto. Si algún día somos capaces de ello podremos sacar espectros de esos exoplanetas y extraer mucha información. Pero incluso la sola observación de su brillo y como éste varía en el tiempo nos puede aportar también bastante información, aunque la imagen del planeta sea sólo un punto.
Mientras tanto algunos astrofísicos trabajan en el desarrollo de técnicas que permitan decir algo sobre esos planetas, si no ahora quizás en el próximo futuro. Una de los aspectos que se desea saber es si algunos de esos planetas tienen o no océanos de agua líquida. Se cree que la presencia de agua es una condición necesaria (pero no suficiente) para la existencia de vida.
Uno de los métodos que se han propuesto para detectar océanos es el del “destello”. No se necesita resolver la imagen en forma de disco del planeta, sólo registrar la luz que refleja. Bajo el ángulo adecuado la luz de su estrella incide sobre la superficie un océano de un planeta y se produce un destello de luz como el que produciría un espejo. Esta reflexión especular cambiaría el albedo (o reflectividad aparente) de un exoplaneta. El efecto no es continuo, sino que se daría prioritariamente durante sus fases creciente o menguante.
Nicolas Cowan, de Northwestern University, y sus colaboradores han estudiado este efecto usando un modelo para averiguar la forma de las curvas de intensidad luminosa que se podrían medir.
Han encontrado que el efecto atribuible a la presencia de un océano se puede ver deber también a la existencia de hielos polares. Esto se debe a que el hielo y la nieve reflejan mucha luz y bajo cierta inclinación producirían un efecto sobre el albedo similar a la presencia de una superficie oceánica. Por tanto hay que depurar la técnica para poder distinguir un caso de otro.
Recordemos que se trabaja en este caso bajo la hipótesis de que el planeta se observa como un simple punto y que no podemos distinguir ningún accidente geográfico. Un problema añadido en todo esto es la presencia de nubes, que no solamente alteran el albedo del planeta, sino que cambian de disposición con el tiempo.
La detección de océanos sólo es posible si el efecto de las nubes, la nieve y el hielo es modelado adecuadamente. Estos investigadores han desarrollado un modelo y proponen tres posibles métodos para distinguir la presencia de océanos de falsos positivos.
Uno de los métodos se basa en la variabilidad rotacional del color. Los océanos son más oscuros y tienen un color distinto a otras superficies sobre la Tierra. A lo largo del tiempo esta variación de color puede denotar la presencia de agua líquida.
El segundo método se basa en la polarización de la luz. Cuando la luz es reflejada en ciertas superficies, la luz reflejada emerge con cierto grado de polarización. Los árboles, la tierra o la nieve no producen este efecto. Esto es algo que conocen muy bien los fotógrafos cuanto toman escenas en playas y mares. Pueden así eliminar muchos reflejos y que el agua tenga un color más profundo, incluso se puede ver a cierta profundidad gracias a la eliminación de esos reflejos.

En esta imagen se ve una simulación de cómo podría ser la reconstrucción de la superficie de un exoplaneta en la que se aprecian continentes océanos y regiones polares a partir de datos tomados a lo largo de 10 años. Fuente: Nicolas Cowan / Northwestern University.

En este caso la observación la polarización de la luz reflejada por un planeta permitiría saber si el “efecto destello” se debe a la nieve o a una superficie acuosa.
Otra manera de distinguir un caso de otro es el análisis fino de la reflexión, al fin y al cabo la reflexión sobre el agua es distinta a la producida sobre la texturada nieve. Analizando la órbita e inclinación del planeta y siguiendo el brillo aparente durante mucho tiempo se podrían distinguir un caso de otro.
Estas tres técnicas pueden funcionar con un alto grado de confianza para planetas de tipo terrestre incluso con una cubierta nubosa de hasta el 50%. A lo largo del tiempo se podrían ir tomando datos suficientes como para reconstruir a groso modo la geografía del planeta.

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Fuentes y referencias:
Noticia en Astrobio.
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