Resplandor Terrestre

Resplandor Terrestre

Por :Emilio Jiménez

Cuando la luna creciente es sólo una lonja cada mes, la frase – “la vieja luna en los brazos de una madre joven” – describe poéticamente una maravilla de la naturaleza.

Cuando la luna creciente es sólo una lonja cada mes, la frase – “la vieja luna en los brazos de una madre joven” – describe poéticamente una maravilla de la naturaleza.

Esta maravilla muestra la sombra de la Tierra reflejada tras la enorme luz azul de la Tierra, conocido como Resplandor Terrestre. Como se presentó recientemente en el 199º encuentro nacional de la Sociedad Americana de Astronomía en Washington, D.C., los astrónomos del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona y del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian han acotado el Resplandor Terrestre. Su hallazgo proporciona pistas para reconocer mejor los planetas lejanos que pueden albergar los elementos necesarios para la vida.|

Esos elementos – mayoritariamente agua y oxígeno – se muestran distintos observando el Resplandor Terrestre, o la reflección en la Tierra de la Luna. “Como resultado,” dice Nick Woolf de Arizona, “es posible utilizar la luna para incorporar luz de la tierra y determinar cómo sería el espectro de la Tierra si nos viésemos desde muy lejos como un planeta. Necesitamos esta información para prepararnos para observar planetas como la Tierra alrededor de otras estrellas.”

Una imagen simulada, utilizando el telescopio de 90 pulgadas del Observatorio Steward en Kitt Peaz, Arizona, muestra cómo la Luna “vio” a la Tierra.

La tierra, tal y como se ve desde un punto distante, ha cautivado largamente la imaginación de los buscadores de planetas. Y en 1993, un equipo de investigadores inspirados por Carl Sagan, utilizaron un globo sonda de la Sonda Galileo en su camino hacia Júpiter para ver un destello de cómo la tierra puede aparecer desde lejos. Para los astrobiólogos, los resultados de los seguidores de Sagan fueron sorprendentes.

¿Un punto azul pálido?

Más que ver la tierra como un obvio candidato a la vida, las fotos de la Galileo dieron sorprendentemente pocas evidencias del potencial biológico de nuestro propio planeta. Lo que se aprendió de todos modos, fue primero a mirar cerca de casa antes de concluir acerca del potencial biológico de planetas candidatos lejanos. ¿Cómo no advirtió la Galileo los obvios signos de vida que se esperaban ver? Una respuesta puede recaer en el hecho de que la sonda hizo sus propias observaciones mientras aún estaba bastante cerca de la Tierra. “El espectrógrafo fue diseñado para observar pequeñas áreas de Júpiter, por lo tanto el campo de visión del espectrógrafo es bastante pequeño,” dice Woolf.

“También, puesto que la superficie brillante de Júpiter es bastante menor que la de la tierra, los detectores del espectrógrafo se saturaron excepto cuando el espectrógrafo apuntaba a la parte más oscura de la Tierra – una sección sin nubes del mar.” El mar sin nubes es considerado muy oscuro en relación al dominio de las nubes brillantes en una imagen global de la Tierra. Por lo tanto no debería haber sido sorpresa alguna que la Galileo únicamente dibujase un planeta relativamente oscuro y sin vida, principalmente porque su diseño no está orientado para observar la Tierra, sino para investigar Júpiter.

Sin lugar a dudas, conseguir una imagen completa de la Tierra se ha convertido en una prioridad para el reciente estudio del Resplandor Terrestre. ¿Cuáles son las firmas universales de la vida que pueden separar un planeta candidato como biológicamente activo? El color del planeta, o más precisamente, su espectro de luz, da las percepciones más interesantes. O como Carl Sagan acertadamente describe los planetas como la Tierra, los equipos científicos peinan estrellas distantes buscando un “pequeño punto azul” – un planeta que tenga los elementos básicos como agua, oxígeno y quizá vegetación.

Un asunto complejo

La tierra vista desde la luna muestra sólo una firma. “La capa de ozono visible es una banda débil, la cual es también difícil de medir,” dice Woolf. “La capa de oxígeno es la banda fuerte que mejor indica la presencia de grandes cantidades de oxígeno producido por fotosíntesis. Cualquier planeta con una capa de oxígeno como esta tendría tanto oxígeno que no habría explicación alternativa razonable excepto que ha sido formada por seres vivos.

Por supuesto para el ojo humano, un planeta como la Tierra se muestra no sólo como un punto azul. Fundamentales en el potencial astrobiológico son las bandas espectrales de luz verde – aquellas que muestran fotosíntesis y vegetación. “Los elementos de vegetación en el infrarrojo son causados mediante la dispersión de la luz en las paredes celulares de las plantas y órganos,” dice Woolf. “Esta dispersión se elimina en longitudes de onda corta de ~7.200A por la absorción de la clorofila. Por lo tanto el efecto de vegetación presente muestra como una escarpa en el espectro. Hay un retorno menor de dispersión del medio-verde, donde el tinte de absorción se reduce y es lo que produce el color verde de la vegetación. ¡Si nuestros ojos tuvieran una sensibilidad al rojo algo mejor, estaríamos hablando de vegetación roja en lugar de verde!”

Estos resultados indican que el patrón espectral de la Tierra es complejo, particularmente cuando a los rangos de longitud de onda corta (ultravioleta) y larga (infrarrojo) hay que incluir los efectos dinámicos de las distorsiones de nuestra propia atmósfera, como reflecciones lunares. “Las observaciones del Kilt Peak fueron hechas mediante el rango de longitud de onda 5.000 – 9.400A,” dice Woolf, con las mayores longitudes de onda en rojo y las menores longitudes de onda en azul y verde.

“Los asuntos principales,” dice Woolf, “son tanto corregir para regular la luz lunar dispersada a lo largo de la imagen y corregir las ligeras diferencias de color que la luna tiene cuando la luz se refleja directamente y cuando es reflejada en un ángulo sustancial. Para el primero de estos hicimos observaciones del cielo cercano al límite de la luna, y observamos el Resplandor Terrestre justo dentro del límite. Para segundo utilizamos observaciones realizadas en 1973 las cuales no se adecuaron completamente a nuestras necesidades, pero eran las mejores mediciones disponibles.

Culminando su interés

A pesar de esas desafiantes correcciones a la imagen que un telescopio en tierra tendría de la Tierra, el equipo ha ofrecido tres firmas reveladoras para los buscadores de planetas en el futuro. Las bandas de agua y oxígeno son fuertes y más fáciles detectar, mientras que los subpicos de clorofila y ozono (oxígeno cargado u O3) son probablemente producidos por vegetación que también tiene su interés para estudios más completos.

“Hay una interesante cuestión si un pico cercano a 7.500A es una característica universal de formas de fotosíntesis compleja en la tierra, y si se trata de algo único en la bioquímica de la Tierra. Hay algunas razones para sospechar que es algo universal y relaciona con el espectro de absorción del agua de mar que se procesa cuando la vegetación migra hacia la tierra.

Por ello, fue una sorpresa observar tal un ascenso elevado en la imagen infrarroja de la Tierra, porque esa porción del espectro está particularmente vinculada a la vegetación en la tierra y no al 83% aproximadamente del reflejo del mar que confecciona las fotos del resplandor terrestre.

“Un observador extraterrestre observando la tierra se daría cuenta hace 400 o 500 millones de años que la vegetación se estableció en la tierra,” dice Woolf. “Y puesto que la vegetación requiere diferentes partes – raíces y hojas, por ejemplo – indicaría que la vida se había establecido fuertemente en nuestro planeta. Los rasgos espectrales del oxígeno y el ozono indicarían fotosíntesis realizada por organismos vivos, confirmando luego la evidencia. Cualquier inteligencia avanzada que se lo hubiese preguntado sabría que la vida ha estado presente en la tierra durante mucho tiempo,” concluye Woolf.

¿Qué es lo siguiente?

Para la mayoría de los buscadores de planetas, el auténtico desafío es identificar planetas casi imperceptibles bajo el deslumbrador brillo de sus estrellas. Para poder superar la distorsión que nuestra atmósfera puede generar y oscurecer esta detección, probablemente se combinen dos telescopios en tierra y misiones espaciales en el futuro para completar la imagen.

“El telescopio terrestre gigante planeado será de algún modo como los platos gigantes de los radio telescopios,” dice Woolf, pero trabajando con longitudes de onda ópticas, y empleando óptica adaptativa para crear imágenes muy nítidas. Hay algunas organizaciones en el mundo que están investigando actualmente la forma de fabricar esos telescopios, pero el número de telescopios será probablemente pequeño.

Tanto la NASA como la Agencia espacial Europea (ESA) proponen misiones espaciales para buscar planetas como la Tierra mediante infrarrojos. La NASA está desarrollando el Proyecto Terrestrial Planet Finder (TPF), parte del programa del Jet Propulsion Laboratory, y la ESA está desarrollando el proyecto DARWIN. El Observatorio del Sur Europeo está explorando la posibilidad de búsquedas basadas en el terreno utilizando el futuro proyecto Overwhelmingly Large Telescope (OWL).

Las colaboraciones con Nick Woolf del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona incluyen a Wes Traub del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, Paul Smith, también en Arizona y Ken Jucks, un colega que ayuda a Wes Traub.