En los últimos diez años, ha habido un fuerte aumento en el interés y la investigación en planetas fuera del sistema solar o exoplanetas.
Durante este tiempo, se descubrieron la mayoría de los 4 mil exoplanetas que conocemos hoy. Fue durante este período que el proceso comenzó a pasar gradualmente de la etapa de descubrimiento a la etapa de aprendizaje. Además, en las próximas décadas, los instrumentos de próxima generación permitirán investigaciones que proporcionarán información precisa sobre la estructura de la superficie y la atmósfera de los exoplanetas.
Naturalmente, aquí surge la pregunta: ¿qué verían las civilizaciones más avanzadas si estudiaran nuestro planeta? Utilizando los datos de radiación multibanda de la Tierra, un equipo de científicos del Instituto de Tecnología de California pudo crear un mapa que da una idea de cómo podría verse la Tierra a los observadores distantes desde fuera del sistema solar. Además de satisfacer la simple curiosidad científica, este estudio también puede ayudar a los astrónomos en el futuro a reconstruir las características de la superficie de "planetas similares a la Tierra" adecuados para la vida.
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El artículo de investigación, que describe los hallazgos del grupo, se publica en Astrophysical Journal Letters titulado Earth as an Exoplanet: A 2D Map for Aliens. El equipo de investigación, dirigido por Siteng Fan, también incluyó a varios científicos del Departamento de Ciencias Geológicas y Planetarias (GPS) del Instituto de Tecnología de California y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.
En la búsqueda de planetas potencialmente habitables fuera del sistema solar, los científicos de hoy se ven obligados a utilizar un método indirecto. Teniendo en cuenta que la mayoría de los exoplanetas no se pueden estudiar directamente, es decir, obtener una imagen directa para conocer la composición de su atmósfera o características superficiales, los científicos deben estar satisfechos con indicadores mediante los cuales se pueda juzgar en qué medida un planeta es similar a la Tierra.
Como Siteng Fan dijo a Universe Today, esto se debe a muchas de las limitaciones que los astrónomos que exploran exoplanetas tienen que soportar en la actualidad.
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“En primer lugar, la investigación actual de exoplanetas aún no proporciona una idea clara de los requisitos mínimos que debe cumplir un planeta que sea adecuado para la vida humana. Hay ciertos criterios, pero no estamos seguros de si son suficientes o necesarios. En segundo lugar, incluso con estos criterios establecidos, los métodos de observación modernos no pueden considerarse lo suficientemente efectivos para confirmar la idoneidad potencial para la vida, especialmente cuando se trata de exoplanetas como la Tierra, debido a la dificultad para detectarlos.
Basándose en el hecho de que la Tierra es el único planeta capaz de albergar vida, un equipo de científicos ha planteado la hipótesis de que las observaciones remotas de la Tierra podrían proporcionar la información necesaria para detectar planetas habitables. "La Tierra es el único planeta que conocemos que tiene vida", dijo Fan. "Examinar lo que podrían ver los observadores desde un punto distante del universo nos da dirección y guía en nuestra búsqueda de exoplanetas potencialmente habitables".
Uno de los elementos más importantes del clima de la Tierra, que es fundamental para toda la vida en su superficie, es el ciclo trifásico del agua. Estamos hablando de la presencia de vapor de agua en la atmósfera, nubes, que son acumulaciones de agua condensada y hielo, así como cuerpos de agua en la superficie del planeta.
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Así, pueden verse como posibles signos de idoneidad para la vida, o incluso como signos de su existencia, que se pueden observar desde una gran distancia. De esto se desprende que la capacidad de identificar la estructura de la superficie y la presencia de nubes en exoplanetas es un requisito clave que debe cumplirse mediante la investigación para establecer su habitabilidad potencial.
Para determinar cómo sería la Tierra para los observadores distantes, los científicos recolectaron alrededor de 10,000 imágenes tomadas por el satélite Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) de la NASA. Las fotografías se tomaron durante un período de dos años (2016-2017), en promedio, cada 68-110 minutos. Fueron capaces de capturar la luz reflejada de la atmósfera terrestre en varias longitudes de onda.
Phan y sus colegas luego combinaron las imágenes para formar un espectro de reflectancia de 10 puntos, que luego se integró con el disco de la Tierra. La imagen resultante es coherente con el aspecto que tendría la Tierra para un observador a muchos años luz de distancia si estudiara la Tierra durante un período de dos años.
Tras analizar las curvas obtenidas y compararlas con las imágenes originales, los científicos descubrieron qué parámetros de estas curvas corresponden a la superficie terrestre y a la cobertura de nubes. Luego seleccionaron los indicadores que están más estrechamente relacionados con la tierra y los ajustaron para tener en cuenta la rotación de la Tierra en 24 horas. El resultado fue un mapa de contorno que se muestra en la figura, que corresponde aproximadamente a la vista de la Tierra desde una distancia de varios años luz.
Las líneas negras representan características de la superficie y corresponden aproximadamente a la línea costera de los principales continentes. Las zonas verdes representan aproximadamente las posiciones de África (centro), Asia (arriba a la derecha), América (izquierda) y Antártida (abajo). Lo que se encuentra entre ellos representa los océanos del mundo, donde las áreas menos profundas están marcadas en rojo y las áreas más profundas en azul.
Dicha visualización, aplicada a las curvas de luz de planetas distantes, podría permitir a los astrónomos evaluar si un exoplaneta tiene océanos, nubes y casquetes de hielo, es decir, averiguar todo lo necesario para reconocerlo como potencialmente habitable.
Siteng Phan concluyó: “El análisis de las curvas de luz en este trabajo es importante para determinar las características geológicas y los sistemas climáticos del exoplaneta. Descubrimos que los cambios en la curva de luz de la Tierra son impulsados principalmente por las nubes y el límite tierra-océano. Ambos factores son críticos para la posibilidad de vida en la Tierra. Por lo tanto, es más probable que exoplanetas como la Tierra, que tienen tales características, sean habitables.
En un futuro cercano, los instrumentos de próxima generación como el Telescopio Espacial James Webb (JWST) permitirán los estudios más detallados de exoplanetas. Además, se espera que los instrumentos terrestres que entrarán en servicio en la próxima década, como el Extremely Large Telescope (ELT), el Thirty Meter Telescope (TMT) y el Giant Magellanic Telescope (GMT), permitan la exploración directa. pequeños planetas rocosos orbitando sus estrellas.
Con la investigación que ayuda a determinar la estructura de la superficie y las condiciones atmosféricas, los astrónomos finalmente pueden decir con confianza qué exoplanetas son habitables y cuáles no. En otras palabras, con un poco de suerte, el descubrimiento de la Tierra-2 o, para el caso, incluso de varias Tierras, puede que no esté muy lejos.
Igor Abramov
