La búsqueda de vida extraterrestre es sin duda uno de los esfuerzos científicos más profundos de nuestro tiempo. Si se encuentra vida biológica extraterrestre cerca de otro mundo cerca de otra estrella, finalmente aprenderemos que la vida fuera de nuestro sistema solar es posible. Encontrar rastros de biología extraterrestre en mundos distantes es extremadamente difícil. Pero los astrónomos están desarrollando nuevas técnicas que serán utilizadas por potentes telescopios de próxima generación para medir con precisión la materia en atmósferas de exoplanetas. La esperanza, por supuesto, es encontrar evidencia de vida extraterrestre.
La búsqueda de exoplanetas ha recibido mucha atención recientemente, gracias en parte al descubrimiento de siete pequeños mundos alienígenas que orbitan alrededor de una pequeña estrella, la enana roja TRAPPIST-1. Tres de estos exoplanetas orbitan en la zona potencialmente habitable de la estrella. Es decir, en un área cercana a cualquier estrella en la que no estará ni demasiado caliente ni demasiado fría para que exista agua en forma líquida.
En todas partes de la Tierra, donde hay agua líquida, hay vida, por lo que si al menos uno de los mundos potencialmente habitados de TRAPPIST-1 posee agua, puede haber vida en él.
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Pero el potencial de vida de TRAPPIST-1 sigue siendo pura especulación. A pesar de que este asombroso sistema estelar se encuentra en el patio trasero de nuestra galaxia, no tenemos idea de si existe agua en la atmósfera de alguno de estos mundos. Ni siquiera sabemos si tienen atmósfera. Todo lo que sabemos es cuánto tiempo han estado en órbita los exoplanetas y cuáles son sus dimensiones físicas.
"El primer descubrimiento de biofirmas en otros mundos puede ser uno de los descubrimientos científicos más importantes de nuestras vidas", dice Garrett Rouen, astrónomo del Instituto de Tecnología de California. "Este será un gran paso hacia la respuesta a una de las preguntas más importantes de la humanidad: ¿estamos solos?"
Rouen trabaja en el Laboratorio de Tecnología Exoplanetaria de Caltech, ET Lab, que está desarrollando nuevas estrategias para encontrar biofirmas exoplanetarias como moléculas de oxígeno y metano. Por lo general, moléculas como estas reaccionan activamente con otras sustancias químicas y se desintegran rápidamente en la atmósfera planetaria. Por lo tanto, si los astrónomos encuentran una "huella digital" espectroscópica de metano en la atmósfera del exoplaneta, esto puede significar que los procesos biológicos extraterrestres son responsables de su producción.
Desafortunadamente, no podemos simplemente tomar el telescopio más poderoso del mundo y apuntarlo a TRAPPIS-1 para ver si las atmósferas de estos planetas contienen metano.
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“Para detectar moléculas en atmósferas de exoplanetas, los astrónomos deben poder analizar la luz del planeta sin quedar completamente cegados por la luz de una estrella cercana”, dice Rouen.
Afortunadamente, las estrellas enanas rojas (o enanas M) como TRAPPIST-1 son frías y débiles, por lo que el problema será menos grave. Y dado que estas estrellas son el tipo más común de estrellas en nuestra galaxia, los científicos prestan mucha atención a las enanas rojas en su búsqueda de descubrimientos.
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Los astrónomos utilizan un instrumento conocido como coronógrafo para aislar la luz estelar reflejada de un exoplaneta. Tan pronto como el coronógrafo capta la tenue luz del exoplaneta, un espectrómetro de baja resolución analiza las huellas químicas de ese mundo. Desafortunadamente, esta tecnología se limita a estudiar solo los exoplanetas más grandes que orbitan alrededor de sus estrellas.
Los nuevos métodos de ET Lab utilizan un coronógrafo, fibras ópticas y un espectrómetro de alta resolución que trabajan juntos para resaltar el brillo de la estrella y capturar una huella química detallada de cualquier mundo en su órbita. Esta técnica se conoce como coronografía de alta dispersión (HDC) y tiene el potencial de revolucionar nuestra comprensión de la diversidad de atmósferas exoplanetarias. Un trabajo sobre este tema se publicó en The Astronomy Journal.
"Lo que hace que HDC sea poderoso es que puede revelar la firma espectral de un planeta incluso cuando está enterrado en la luz brillante de una estrella", dice Rouen. "Esto permite que se detecten moléculas en las atmósferas de los planetas que son extremadamente difíciles de visualizar".
"El truco consiste en dividir la luz en múltiples señales y crear lo que los astrónomos llaman un espectro de alta resolución que ayuda a distinguir la firma del planeta del resto de la luz estelar".
Todo lo que necesita ahora es un potente telescopio para conectar el sistema.
A finales de la década de 2020, el telescopio de treinta metros se convertirá en el telescopio óptico terrestre más grande del mundo y, cuando se utilice junto con HDC, los astrónomos podrán explorar las atmósferas de mundos potencialmente habitables que orbitan alrededor de enanas rojas.
“Encontrar oxígeno y metano en las atmósferas de los planetas terrestres que orbitan enanas M como Proxima Centauri b con el telescopio de 30 metros será extremadamente emocionante”, dice Rouen. "Todavía tenemos mucho que aprender sobre la habitabilidad potencial de estos planetas, pero es muy posible que estos planetas resulten ser similares a la Tierra".
Se estima que hay 58 mil millones de enanas rojas en nuestra galaxia, y se sabe que la mayoría de ellas tienen planetas, por lo que cuando el Telescopio de Treinta Metros entre en funcionamiento, los astrónomos podrán encontrar mucho que antes era inaccesible.
En 2016, los astrónomos descubrieron un exoplaneta del tamaño de la Tierra que orbitaba la enana M más cercana a la Tierra, Proxima Centauri. Proxima b también orbita dentro de la zona potencialmente habitable de su estrella, lo que la convierte en un objetivo principal para la búsqueda de vida extraterrestre. A solo cuatro años luz de distancia, Proxima b literalmente se burla de nosotros con la oportunidad de visitarlo en el futuro.
ILYA KHEL
