Identificar planetas con vida

La tecnología pronto nos permitirá observar planetas orbitando a estrellas distintas al sol, pero cuando llegue ese momento ¿reconocermos la vida en ellos?Identificar planetas con vida

La tecnología de los telescopios avanza rápidamente, construyendo instrumentos cada vez más grandes. Finalmente, se construirá un observatorio capaz de descubrir mundos del tamaño de la Tierra orbitando otras estrellas. ¿Si hay vida allí, la reconoceremos? Los investigadores del Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica y la NASA han desarrollado una lista de las épocas en la historia de la atmósfera de la Tierra que podría ser visible a través de este instrumento; desde los primeros tiempos en que emergió la vida hasta la actual atmósfera con abundante oxígeno y nitrógeno.

Sólo es cuestión de tiempo que los astrónomos descubran un planeta del tamaño de la Tierra orbitando una estrella distante. Cuando lo hagan, lo primero que la gente preguntará será: ¿Es habitable? E incluso más importante, ¿existe ya la vida allí? Para resolver las preguntas, los científicos están contemplando su planeta, la Tierra.

Los astrónomos Lisa Kaltenegger del Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica (CfA) y Wesley Traub del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y CfA, proponen usar la historia atmosférica de la Tierra para entender otros planetas.

“Los buenos planetas son difíciles de encontrar”, dijo Kaltenegger. “Nuestro trabajo proporciona los signos que los astrónomos buscarán cuando verdaderamente examinen mundos como la Tierra”.

Los registros geológicos muestran que la atmósfera de la Tierra ha cambiado dramáticamente durante los últimos 4.5 mil millones de años, en parte debido a las formas de vida desarrolladas en nuestro planeta. Trazando un mapa con los gases que compusieron la atmósfera de la Tierra durante su historia, Kaltenegger y Traub propusieron que mediante la búsqueda de composiciones atmosféricas similares en otros mundos, los científicos serán capaces de determinar si el planeta contiene vida, y si es así, en qué estado de evolución se encuentra. El informe de la investigación que describe sus trabajos está disponible en http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609398. Hasta el momento, todos los planetas extrasolares han sido estudiados indirectamente, por ejemplo controlando la forma en que una estrella anfitriona se bambolea al atraerla la gravedad del planeta. Sólo cuatro planetas extrasolares se han detectado directamente, y son mundos enormes del tamaño de Júpiter. La atmósfera de uno de esos mundos fue descubierta por otro científico el CfA, David Charbonneau, usando el Telescopio espacial Spitzer de la NASA. La próxima generación de misiones basadas en el espacio tales como el Terrestrial Planet Finder de la NASA (TPF, Buscador de Planetas Terrestres ), o la misión Darwin de la ESA, serán capaces de estudiar directamente mundos de un tamaño cercano al de la Tierra.

Especialmente, los astrónomos quieren observar el espectro visible e infrarrojo de los planetas terrestres distantes para aprender sobre sus atmósferas. Los gases específicos dejan marcas en el espectro de un planeta, como huellas o marcadores de ADN. Observando esas huellas, los investigadores pueden aprender sobre la composición de una atmósfera e incluso deducir la presencia de nubes.

Actualmente, la atmósfera de la Tierra contiene unas tres cuartas partes de nitrógeno y una cuarta parte de oxígeno, con un pequeño porcentaje de otros gases como dióxido de carbono y metano. Pero hace cuatro mil millones de años, el oxígeno no estaba presente. La atmósfera de la Tierra ha evolucionado a través de seis períodos distintos, cada uno caracterizado por una mezcla particular de gases. Usando un código informático desarrollado por Traub y su colega del CfA, Ken Jucks, Kaltenegger y Traub presentaron cada uno de los seis períodos para determinar qué huellas espectrales podrían ser vistas por un observador lejano.

“Estudiando el pasado de la Tierra, podemos aprender sobre el estado actual de otros mundos”, explicó Traub. “Si se descubre un planeta extrasolar con un espectro similar a uno de nuestros modelos, potencialmente podríamos determinar el estado geológico de ese planeta, su habitabilidad y el grado en que la vida se ha desarrollado en él”.

Para entender mejor estos períodos de tiempo, o “épocas”, y ponerlos en perspectiva, uno puede reducir los 4.5 mil millones de años de historia de la Tierra a un año, juntando fechas que comienzan con el 1 de enero – la fecha en que se formó la Tierra.

Época 0 – 12 de febrero

En la época 0 (hace 3.9 mil millones de años), la joven Tierra poseía una atmósfera turbulenta y llena de vapor, compuesta en su mayoría por nitrógeno, dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno. Los días eran más cortos y el Sol más tenue, brillando como una esfera roja a través de nuestro cielo color naranja ladrillo. El único océano que cubría todo nuestro planeta era de un color rojizo turbio que absorbía el bombardeo de meteoritos y cometas que entraban. El dióxido de carbono ayudó a calentar nuestro mundo ya que el nuevo Sol era una tercera parte menos luminoso de lo que es hoy. Aunque no existen fósiles de este período de tiempo, podrían haber marcas isotópicas de vida tras las rocas de Groenlandia.

Época 1 – 17 de marzo


Hace 305 mil de millones de años (Época 1), el paisaje del planeta destacó por las cadenas de islas volcánicas que emergían del inmenso océano. La primera forma de vida en la Tierra fue una bacteria anaerobia – bacteria que puede vivir sin oxígeno. Estas bacterias bombeaban grandes cantidades de metano a la atmósfera del planeta, alterándola de formas detectables. Si una bacteria similar existe en otro planeta, misiones futuras como el TPF y Darwin podrían detectar sus huellas en la atmósfera.

Época 2 – 5 de junio

Hace unos 2.4 mil millones de años (Época 2), la atmósfera alcanza su concentración máxima de metano. Los gases dominantes eran nitrógeno, dióxido de carbono y metano. Las placas continentales estaban empezando a formarse. Las algas azul verdosas empezaban a bombear grandes cantidades de oxígeno a la atmósfera. Grandes cambios estaban a punto de suceder. “Siento decir que las primeras señales de E.T. probablemente no serán una señal de radio o TV; en vez de eso, podría ser el oxígeno de las algas”, lamentó Kaltenegger.

Período 3 – 16 de julio

Hace dos mil de millones de años (Época 3), estos primeros organismos fotosintéticos cambiaron el equilibrio atmosférico permanentemente – producían oxígeno, un gas altamente reactivo que eliminó gran cantidad del metano y dióxido de carbono, mientras también ahogaban a las bacterias anaerobias productoras de metano. Al hacer esto, la atmósfera del planeta obtuvo su primer oxígeno libre. El paisaje era ahora llano y húmedo. Con fumarolas volcánicas en la distancia, los fondos intensamente coloreados de espuma verdosa marrón crearon un brillo en el agua llena de hedor. La revolución del oxígeno estaba completamente en camino.

“La introducción del oxígeno fue catastrófico para la vida dominante en la Tierra en ese tiempo; la envenenó”, dijo Traub. “Pero al mismo tiempo, desarrolló la vida multicelular, incluyendo posiblemente la vida humana”.

Época 4 – 13 de octubre

Hace 800 millones de años, la Tierra entró en la Época 4, con continuos incrementos en los niveles de oxígeno. Este período de tiempo coincide con lo que se conoce como la “Explosión Cambriana”. Comenzando hace unos 550 o 500 millones de años, el Período Cambriano es un marcador importante en la historia de la vida en la Tierra: es el tiempo en el que por primera vez aparecen grupos de animales mayores en los registros fósiles. La Tierra estaba ahora cubierta por pantanos, mares y unos pocos volcanes activos. Los océanos se estaban llenando de vida.

Época 5 – 8 de noviembre

Finalmente, hace 300 millones de años en la Época 5, la vida pasó de los océanos a la tierra. La atmósfera de la Tierra había alcanzado su composición actual de nitrógeno y oxígeno. Este fue el comienzo del período Mesozoico, que incluyó a los dinosaurios. El paisaje parecía como Parque Jurásico un domingo por la tarde.

Época 6 – 31 de diciembre (11:59:59)

La pregunta intrigante que permanece es: ¿A qué se parecería la Época 6, el período de tiempo que los humanos ocupan hoy? ¿Podríamos detectar indicios de tecnologías alienígenas en mundos distantes?

Con el consenso general entre los científicos de que la actividad humana ha alterado la atmósfera de la Tierra al aportar dióxido de carbono al igual que otros gases como el freón, ¿podríamos identificar las huellas espectrales de esos productos en otros mundos? Aunque los satélites que orbitan la Tierra y los experimentos con globos pueden medir esos cambios aquí en casa, descubrir efectos similares en un mundo distante va incluso más allá de las capacidades de programas próximos como el Terrestrial Planet Finder y Darwin. Tendrá gigantescas flotillas de telescopios infrarrojos basados en el espacio futuro para ser capaces de llevar a cabo esas medidas.

“Suena tan desalentador como este desafío”, dijo Kaltenegger, “Creo que en las próximas décadas sabremos si nuestro pequeño mundo azul está sólo en el Universo o no, o si tenemos vecinos esperando conocernos”.

Esta investigación está patrocinada por la NASA.

Con sede en Cambridge, Massachusetts, el Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica (CfA) es una colaboración entre el Observatorio de Astrofísica Smithsonian y el Observatorio del Colegio de Harvard. Los científicos del CfA, se organizaron en seis divisiones de investigación, estudiar el origen, evolución y último destino del universo.

http://www.astroseti.org/vernew.php?codigo=2463&barra=off

Author: Lalo Márquez

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