Indicadores de planetas habitables

Basado en un comunicado de Harvard CfA #3# Cuando lo hagan, las primeras preguntas que todos se harán serán: ¿Es habitable? Y lo que es aún más importante: ¿Ya hay vida allí? En busca de claves para lograr responderlas, los científicos están observando nuestro planeta hogar, la Tierra. Los astrónomos Lisa Kaltenegger del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica (CfA = Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) y Wesley Traub del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL = Jet Propulsion Laboratory) de la NASA, proponen utilizar la historia atmosférica de la Tierra para comprender a otros planetas. “Los buenos planetas son difíciles de encontrar”, dijo Kaltenegger. “Nuestro trabajo proporciona los indicadores que los astrónomos deberán buscar cuando estén examinando mundos realmente parecidos a la Tierra”. Los registros geológicos muestran que la atmósfera terrestre ha cambiado dramáticamente durante los pasados 4 500 millones de años, en parte a causa de las formas de vida que se desarrollaron en nuestro planeta. Estudiando los gases que formaron parte de la atmósfera de la Tierra a lo largo de su historia, Kaltenegger y Traub proponen que al buscar composiciones atmosféricas similares en otros mundos, los científicos podrán determinar si el planeta posee o no vida, y si la tiene, cuál es la etapa evolutiva en la que se encuentra esa vida. A la fecha, todos los planetas extrasolares han sido estudiados indirectamente, por ejemplo monitoreando la forma en que una estrella se bambolea a medida que la gravedad del planeta tironea de ella. Únicamente cuatro planetas extrasolares han sido detectados directamente, y son mundos masivos del tamaño de Júpiter. La atmósfera de uno de esos otros mundos fue detectada por otro científico de CfA, David Charbonneau, utilizando el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA. La próxima generación de misiones con base espacial, tales como el Buscador de Planetas Terrestres (TPF = Terrestrial Planet Finder) de la NASA y el Darwin de ESA serán capaces de estudiar directamente mundos tipo Tierra cercanos. En particular, los astrónomos desean observar los espectros visible e infrarrojo de planetas terrestres distantes para conocer sus atmósferas. Cada gas en particular deja su firma en el espectro de un planeta, como las huellas dactilares o los marcadores de ADN. Detectando esos signos individuales, los investigadores pueden conocer la composición de una atmósfera e incluso deducir la presencia de nubes. #4# Actualmente, la atmósfera de la Tierra consiste en 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, no había oxígeno. La atmósfera terrestre ha evolucionado a través de seis épocas diferentes, cada una de ellas caracterizada por una mezcla particular de gases. Utilizando un código computacional desarrollado por Traub y su colega de CfA, Ken Jucks, Kaltenegger y Traub modelaron cada una de las seis épocas de la Tierra para determinar cuales huellas espectrales serían vistas por un observador lejano. “Estudiando el pasado de la Tierra, podemos aprender sobre el estado presente de otros mundos”, explicó Traub. “Si se encuentra un planeta extrasolar con un espectro similar al de uno de nuestros modelos, podríamos potencialmente caracterizar el estado geológico de ese planeta, su habitabilidad, y el grado en que ha evolucionado la vida sobre él”. Para comprender mejor estos períodos, o “épocas”, y para ponerlos en perspectiva, se puede reducir a una escala de un solo año la historia de 4 500 millones de años de la Tierra, ubicando la fecha en que se formó nuestro planeta en el primer día del mes de enero. EPOCA 0 - 12 de febrero En la Época 0, (hace 3 900 millones de años), la joven Tierra poseía una atmósfera turbulenta y vaporosa compuesta principalmente por nitrógeno, dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno. Los días eran más cortos y el Sol menos luminoso, brillando como un orbe rojo a través de nuestro cielo de color naranja ladrillo. El océano único que cubría todo el planeta tenía un color amarronado barroso que absorbía el bombardeo de los meteoros y cometas que caían. El dióxido de carbono ayudaba a calentar nuestro mundo, ya que el Sol tenía un tercio menos de luminosidad que hoy en día. Aunque no sobrevive ningún fósil de este período, algunas firmas isotópicas de vida pueden haber sido dejadas en las rocas de Groenlandia. EPOCA 1 - 17 de marzo Hace unos 3 500 millones de años (Época 1), el paisaje terrestre mostraba cadenas de islas volcánicas que sobresalían del vasto océano global. Las primeras formas de vida sobre la Tierra fueron bacterias anaeróbicas, es decir, bacterias que podían vivir sin oxígeno. Estas bacterias bombearon grandes cantidades de metano en la atmósfera del planeta, cambiándola en formas detectables. Si bacterias similares existen en otro planeta, las misiones futuras como TPF y Darwin podrían detectar sus firmas en la atmósfera. #5# EPOCA 2 - 5 de junio Hace unos 2 400 millones de año (Época 2), la atmósfera alcanzó su máxima concentración de metano. Los gases dominantes eran el nitrógeno, el dióxido de carbono y el metano. Comenzaban a formarse las primeras masas de tierra continentales. Las algas verdeazuladas comenzaron a bombear enormes cantidades de oxígeno en la atmósfera. Se iban a producir grandes cambios. “Siento tener que decir que, probablemente, los primeros signos de E.T. no serán emisiones de radio o TV; en cambio, podría ser el oxígeno producido por algas”, se lamentó Kaltenegger. EPOCA 3 - 16 de julio Hace dos mil millones de años (Época 3), estos primeros organismos fotosintéticos cambiaron permanentemente el balance atmosférico. Producían oxígeno, un gas altamente reactivo que eliminó buena parte del metano y del dióxido de carbono, sofocando a la vez a las bacterias anaeróbicas productoras de metano. Al hacer ésto, la atmósfera del planeta obtuvo su primer oxígeno libre. Ahora, el paisaje era plano y húmedo. Mientras que los volcanes humeaban en la distancia, charcas brillantemente coloreadas con una capa marrón de suciedad creaban una luminosidad sobre el agua hedionda. La revolución del oxígeno estaba en marcha. “La introducción del oxígeno resultó catastrófica para la vida dominante en la Tierra de esos tiempos; la envenenó”, dijo Traub. “Pero al mismo tiempo, hizo que fuera posible la vida multicelular, incluyendo a la vida humana”. EPOCA 4 - 13 de octubre Hace 800 millones de años, la Tierra entró en su Época 4, con aumentos continuos en los niveles de oxígeno. Este período coincide con lo que ahora llamamos “explosión cámbrica”. Comenzando hace unos 550 a 500 millones de años atrás, el Período Cámbrico es un significativo poste indicador en la historia de la vida sobre la Tierra. Es la época en que apareció por primera vez en el registro fósil la mayoría de los principales grupos animales. Ahora, la Tierra estaba cubierta de pantanos, mares, y unos pocos volcanes activos. Los océanos bullían de vida. EPOCA 5 – 8 de noviembre Finalmente, hace 300 millones de años, en la Época 5, la vida se mudó desde los océanos hacia tierra firme. La atmósfera terrestre había alcanzado su composición actual, principalmente nitrógeno y oxígeno. Este fue el comienzo del período Mesozoico que incluye a los dinosaurios. El escenario lucía como el Parque Jurásico en una tarde de domingo. #6# EPOCA 6 – 31 de diciembre (11:59:59) La intrigante pregunta que permanece es: ¿Cómo luce la Época 6, el período que los humanos ocupan hoy? ¿Podríamos detectar los signos indicadores de tecnologías extraterrestres en mundos distantes? A medida que entre los científicos crece el consenso general de que la actividad humana ha alterado la atmósfera terrestre al introducirle dióxido de carbono y a la vez otros gases como el freón, ¿podríamos identificar las huellas espectrales de estos sub-productos en otros mundos? Aunque los satélites orbitadores de la Tierra y los experimentos en globos pueden medir estos cambios en nuestro hogar, la detección de efectos similares en un mundo distante está más allá incluso de las capacidades de los programas futuros como los del Buscador de Planetas Terrestres y de Darwin. Se necesitarían enormes flotillas de futuros telescopios infrarrojos espaciales para poder llevar a cabo estas mediciones. “Por desalentador que pueda parecer este reto”, dijo Kaltenegger, “creo que en las próximas décadas podremos saber si nuestro pequeño mundo azul está solo en el universo, o si allá fuera hay vecinos que están esperando encontrarse con nosotros”.