Un estudio analiza las posibilidades de detectar vida en exotierras en el futuro a través de bioindicadores.
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Aunque todavía no hemos descubierto Tierra II, sí hemos descubierto miles de exoplanetas. Hay esperanzas de que la nueva generación de telescopios pueda descubrir a ese planeta de tipo rocoso similar a la Tierra a la distancia adecuada como para que albergue agua líquida. Pero, ¿se podrá detectar vida en él?
Un estudio reciente indica que con la próxima generación de telescopios terrestre no podrá determinarse la presencia de vida, pero sí se podrá con alguna misión espacial.
Básicamente, para poder detectar vida tal y como la conocemos se necesita tomar un espectro de la atmósfera del planeta en cuestión para registrar la presencia, además de agua, de ciertos compuestos que indiquen un desequilibrio químico. Así por ejemplo, la presencia de oxígeno libre en gran cantidad junto con sustancias oxidables indicaría que hay un aporte continuo de oxígeno, posiblemente de origen biológico a través de la fotosíntesis.
Puede que haya vida en el planeta y, sin embargo, no haya oxígeno libre en su atmósfera. Eso sucedió en la Tierra hace miles de millones de años. Incluso aunque se detecte oxígeno eso no quiere decir que haya necesariamente vida. Puede haber procesos abióticos que produzcan oxígeno, sobre todo si es en pequeña cantidad, por ejemplo mediante fotólisis del agua.
Hace unos días veíamos en esta misma web cómo se ha podido detectar agua en un planeta gaseoso del estilo de Neptuno. Para ello hubo que restar el espectro de antes y durante el tránsito para sacar la débil señal del vapor de agua. Pero un planeta de tipo rocoso del tamaño de la Tierra es mucho más pequeño en comparación y además tiene una atmósfera fina. La absorción espectral de su atmósfera en comparación con el disco de su estrella es minúscula.
Timothy Brandt y David Spiegel (Instituto de Estudios Avanzados de Princeton) han realizado un estudio sobre las posibilidades de obtener esos débiles espectros en el futuro y qué se necesitaría para ello.
Pese a que dispondremos pronto de telescopios en tierra con una abertura de más de 30 metros, con estos telescopios no se podrán tomar espectros de exotierras. Para poder tomar estos espectros se necesitarán misiones espaciales dedicadas a ello. Ni siquiera el telescopio James Webb podrá realizar esta tarea. Este telescopio, que se espera será lanzado en 2018, podrá tomar espectros de planetas grandes, pero no de exotierras.
Para poder detectar oxígeno y agua en una exotierra lejana será necesario el uso de coronógrafos para así bloquear la luz de la estrella alrededor de la cual gire el planeta.
Además del asunto del agua y el oxígeno, Brandt y Spiegel discuten también la posible detección de clorofila. En la Tierra este pigmento refleja más luz en el infrarrojo que en el visible (es el famoso efecto wood en fotografía), lo que produce un resalte en esa zona del espectro denominado “borde rojo de la clorofila”. Esto es algo que se puede observar en la Tierra. Sin embargo, las “plantas” de otros planetas pueden haber dado con pigmentos que no sean la clorofila para realizar la fotosíntesis, pues esas plantas pueden estar optimizadas para otras zonas del espectro electromagnético u haber encontrado una solución mejor.
Los investigadores analizaron la relación señal/ruido para saber si es posible detectar estos indicadores en los espectros. Una relación de 10 significa que la señal se 10 veces más intensa que el ruido.
Además, han calculado la resolución espectral necesaria para detectar estos biomarcadadores, es decir, la resolución en longitud de onda o frecuencia. Una resolución de 100 significa que las diferencias más pequeñas en longitudes de onda pueden resolverse en una parte entre 100.
Pues bien, para detectar agua (que es lo más fácil) llegan a la conclusión de que basta con una resolución espectral de 20, aunque lo ideal es que sea de 40 a 200. Si se asume una resolución de 150 la razón señal/ruido sólo necesita ser 3 para poder detectar agua.
El oxígeno gaseoso necesita una resolución mínima de 150 y una razón de 6. Observar ozono (que se forma a partir del oxígeno) en el ultravioleta parece ser aún más difícil.
El borde rojo de la clorofila necesita una resolución mínima de sólo 20, pero una razón señal/ruido seis veces superior a la necesaria para el oxígeno. Si la vegetación cubriese un tercio de la superficie del planeta en cuestión, entonces esta señal se podría registrar fácilmente.
Esto indica que una futura misión espacial iría encaminada principalmente a detectar agua y oxígeno, dejando el asunto de la clorofila a un lado, sobre todo por la controversia que genera su hipotética existencia. Tal misión podrían ser ATLAS, pero a estas alturas de diseño, los autores del estudio no se atreven a asegurarlo. La misión ATLAS no está aprobada por la NASA, de aprobarse quizás se lanzase en el periodo 2025-2035.
El éxito también dependería de la distancia que hubiese entre nosotros y esa exotierra. Si estuviera gran distancias las posibilidades se saber si contiene vida se reducirían mucho
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Fuentes y referencias:
Artículo original [2]
Copia artículo original. [3]
Ilustración: NASA Ames/SETI Institute/JPL-CalTech.