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Vea cómo detectaremos vida en exoplanetas distantes

Vea cómo detectaremos vida en exoplanetas distantes

Una representación del telescopio de treinta metros que se utilizará para buscar firmas biológicas en exoplanetas. Podría estar operativo a finales de la década de 1920. Caltech / IPAC-TMT

La búsqueda de vida extraterrestre es sin duda el esfuerzo científico más profundo de nuestro tiempo. Si la biología alienígena está en otro mundo orbitando otra estrella, finalmente sabremos que la vida es posible más allá de nuestro sistema solar.

Sin embargo, no es fácil buscar pistas sobre la biología alienígena en mundos distantes. Pero un equipo de astrónomos está desarrollando una nueva técnica para la próxima generación de potentes telescopios, que les permite medir con precisión los productos químicos en atmósferas de exoplanetas. La esperanza, por supuesto, es encontrar evidencia de vida extraterrestre.

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Esta investigación en profundidad fue descubierta recientemente por el descubrimiento de siete pequeños mundos alienígenas que orbitan alrededor de la pequeña estrella enana roja TRAPPIST-1. Tres de estos exoplanetas orbitan la llamada “zona habitable” de la estrella. Es la región alrededor de cualquier estrella donde no es ni demasiado caliente ni demasiado fría para que exista agua líquida en un cuerpo planetario.

En la Tierra, donde hay agua líquida, hay vida, por lo que si alguno de los mundos habitables de TRAPPIST-1 tiene agua, también puede tener vida.

Sin embargo, el potencial vital de TRAPPIST-1 sigue siendo pura especulación. Aunque este fascinante sistema estelar se puede encontrar en nuestro patio galáctico, no tenemos idea de si hay agua en alguna de estas atmósferas. De hecho, ¡ni siquiera sabemos si tienen atmósferas! Todo lo que sabemos es cuánto tiempo los exoplanetas orbitan alrededor de la estrella y su tamaño físico.

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Impresión artística de la vista de uno de los exoplanetas en TRAPPIST-1.

Sr. Kornmesser / ESO

“La primera detección de firmas biológicas en otros mundos podría ser uno de los descubrimientos científicos más importantes de nuestras vidas”, dice Garreth Ruane, astrónomo del Instituto de Tecnología de California (Caltech). “Este será un paso importante para responder a una de las preguntas más importantes de la humanidad: ‘¿Estamos solos? “”

Ruane trabaja en el Laboratorio de Tecnología de Exoplanetas de Caltech, o ET Lab, que está desarrollando nuevas estrategias para encontrar firmas biológicas exoplanetarias, como moléculas de oxígeno y metano. Normalmente, moléculas como estas son muy reactivas con otras sustancias químicas, lo que significa que se degradan rápidamente en la atmósfera planetaria. Entonces, si los astrónomos detectan la “huella digital” espectroscópica del metano en la atmósfera de un exoplaneta, podría significar que los procesos biológicos extraterrestres están produciendo la sustancia.

Desafortunadamente, no podemos simplemente tomar el telescopio más poderoso del mundo y apuntarlo a TRAPPIST-1 para ver si la atmósfera de estos planetas contiene metano.

“Para detectar moléculas en la atmósfera de exoplanetas, los astrónomos deben poder analizar la luz del planeta sin estar completamente sumergidos en la luz de la estrella cercana”, dice Ruane.

Afortunadamente, las estrellas enanas rojas (o enanas M) como Trappist-1 son frías y oscuras, por lo que el problema del brillo es menos agudo. Y debido a que estas estrellas son el tipo de estrellas más común en nuestra galaxia, es en las enanas rojas donde los astrónomos intentan hacer este descubrimiento histórico por primera vez.

Los astrónomos utilizan un instrumento conocido como “coronógrafo” para aislar la luz de las estrellas reflejada por un exoplaneta cercano. Mientras el forense se pone a cero en la débil luz de un exoplaneta, un espectrómetro de baja resolución analiza las “huellas dactilares” químicas del mundo. Desafortunadamente, esta tecnología se limita a estudiar solo los exoplanetas más grandes que orbitan alrededor de sus estrellas.

La nueva técnica de laboratorio ET utiliza un coronógrafo, fibras ópticas y un espectrómetro de alta resolución, todos trabajando juntos para eliminar el resplandor de una estrella mientras se obtiene una huella química altamente detallada de todos los mundos en órbita. Esta técnica se conoce como “coronografía de alta dispersión” (HDC) y puede revolucionar nuestra comprensión de la diversidad de atmósferas exoplanetarias. Los artículos que describen el método pronto se publicarán en The Astrophysical Journal y The Astronomical Journal.

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Al configurar el HDC en el laboratorio, el equipo es aproximadamente del mismo tamaño que se instalaría en un telescopio, pero se organizaría de manera diferente.

Caltech / IPAC-TMT

“Lo que hace que el método HDC sea tan poderoso es que la firma espectral del planeta se puede detectar, incluso si todavía está enterrada en el brillo de la estrella después del coronógrafo”, dijo Ruane a HowStuffWorks. “Esto permite la detección de moléculas en la atmósfera de planetas que son extremadamente difíciles de visualizar.

“El truco consiste en dividir la luz en varios colores y crear lo que los astrónomos llaman un espectro de alta resolución, que distingue la firma del planeta de la de la luz residual de las estrellas”.

Todo lo que necesita ahora es un potente telescopio para conectar el sistema.

A finales de la década de 1920, 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 pronto podrán estudiar las atmósferas de mundos potencialmente habitables que orbitan el mundo.

“La detección de oxígeno y metano en la atmósfera de planetas del tamaño de la Tierra que orbitan enanas M similares a Proxima Centauri b con TMT será extremadamente emocionante”, dijo Ruane. “Todavía tenemos mucho que aprender sobre la habitabilidad potencial de estos planetas, pero eso puede indicar que puede haber planetas similares a la Tierra orbitando a nuestros vecinos estelares más cercanos”.

Aproximadamente 58 mil millones de enanas rojas viven en nuestra galaxia, y se sabe que la mayoría alberga planetas, por lo que cuando el telescopio de treinta metros esté en línea, los astrónomos pueden estar en el proceso de encontrar esta huella digital de la firma biológica.

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