Traducido por Julio Batista
originales de chris impey y daniel apai para donde La conversación
Los ingredientes de la vida son espalhados por todo el universo. Embora a Seja Terra o el único lugar conocido en el Universo con vida, detecta vida fuera de Terra é um dos objetivos principales dado astronomía moderna y yo ciencia planetaria.
Somos dos científicos que estudiamos exoplanetas y astrobiología. Gracias en gran parte a los telescopios de próxima generación como James Webb, los investigadores como nosotros pronto podrán medir la composición química de las atmósferas de dos planetas alrededor de otras estrellas.
Se espera que uno de los otros planetas tenga un tema químico de vida.
exoplanetas habitables
La vida puede existir en el sistema solar donde hay agua líquida, como los acuíferos subterráneos de Marte o los océanos de Júpiter, Europa. Sin embargo, buscar vida en estos lugares es increíblemente difícil, ya que es de difícil acceso, y la detección de vida requeriría enviar una sonda para devolver muestras físicas.
Muchos astrónomos creen que hubo un hay posibilidades de que exista vida en planetas que orbitan alrededor de otras estrellasy es posible saber donde la vida se encontrará por primera vez.
Cálculos teóricos sugieren que hay alrededor de 300 millones de planetas potencialmente habitables justo en la vía láctea y varios planetas habitados del tamaño de la Tierra a solo 30 años luz de la Tierra, esencialmente vislumbres galácticos de la humanidad.
Hasta ahora, los astrónomos descubrirán más de 5000 exoplanetas, incluidos cientos de exoplanetas potencialmente habitables, utilizando métodos indirectos que medem como un planeta afecta a su próxima estrella. Estas medidas pueden dar a los astrónomos información sobre la masa y el tamaño de un exoplaneta, pero no mucho más.
En busca de bioensayos
Para detectar vida en un planeta distante, los astrobiólogos estudiarán la luz de las estrellas que interacción con la superficie o la atmósfera de un planeta. Si la atmósfera o la superficie ha sido transformada por la vida, a la luz puede dar una pista, llamada «bioassinatura».
Durante la primera mitad de su existencia, la Tierra se jactaba de tener una atmósfera libre de oxígeno, que albergaba vida simple unicelular. A bioassinatura da Terra fracasó mucho durante esta primera época. Isso cambió repentinamente Hace 2.400 millones de añoscuando evolucionó una nueva familia de algas.
Las algas utilizarán un proceso fotosintético que produce oxígeno libre, oxígeno que no está químicamente unido a otro elemento. A partir de este momento, la atmósfera de oxígeno confiere a Terra deixou una fuerte bioassinatura y fácilmente detectable por la luz que la atraviesa.
Cuando la luz se refleja en la superficie de un material o pasa a través de un gas, es más probable que algunas compresiones de ondas de luz queden atrapadas en la superficie del gas o material que otras. Esta compresión selectiva de la compresión de ondas de luz es la razón por la cual los objetos son de diferentes colores.
Las hojas son verdes porque la clorofila absorbe particularmente bien la luz y comprime la onda verde y azul. Cuando la luz incide en una hoja, se absorben las compresiones de ondas verdes y azules, dejando principalmente luz verde para reflejarse en los ojos.
La falta de patrón de luz está determinada por la composición específica del material con el que interactúa la luz. Por esta razón, los astrónomos pueden aprender algo sobre la composición de la atmósfera o la superficie de un exoplaneta, esencialmente midiendo la luz específica que vemos de un planeta.
Este método se puede utilizar para reconocer la presencia de ciertos gases atmosféricos asociados con la vida, como el oxígeno o el metano, porque estos gases tienen propiedades muy especiales en la luz. También podría usarse para detectar núcleos particulares en la superficie de un planeta.
En Terra, por ejemplo, la clorofila y otros pigmentos que las plantas y las algas usan para realizar la fotosíntesis capturan formas de onda de luz específicas.
estos pigmentos producir funciones básicas que se puede detectar usando una cámara infrarroja sensible. Si se ve reflejado en la superficie de un planeta distante, podría significar la presencia de clorofila.
Telescopios en el espacio y en la Tierra
Se necesita un telescopio increíblemente poderoso para detectar cambios tan sutiles a la luz de un exoplaneta potencialmente habitable. Por ahora, el único telescopio capaz de tal façanha é o novo Telescopio espacial James Webb.
año iniciar operaciones científicas En julio de 2022, James Webb lee el espectro de exoplaneta gigante gaseoso WASP-96b. El espectro mostró la presencia de agua y nubes, pero es poco probable que un planeta tan grande y caliente albergue vida.
Sin embargo, estos primeros datos muestran que James Webb es capaz de detectar hipótesis químicas fallidas a la luz de los exoplanetas.
En los próximos meses, o Webb debe girar sus espejos para TRAPPIST-1stun planeta potencialmente habitable del tamaño de la Tierra a solo 39 años luz de distancia.
Webb puede obtener bioasignaciones estudiando los planetas a medida que pasan frente a sus estrellas anfitrionas y capturando la luz de las estrellas se filtra a través de la atmósfera del planeta. Pero Webb no fue diseñado para proporcionar vida, por lo que el telescopio puede observar más de cerca dos mundos potencialmente habitables.
También solo puede detectar cambios en nosotros. niveles atmosféricos de dióxido de carbono, metano y vapor de agua. Obtener ciertas combinaciones de gases possam sugiere vidao Webb no puede detectar la presencia de oxígeno sin ligadura, que es la señal más fuerte de vida.
Los conceptos clave para futuros telescopios espaciales aún más potentes incluyen planes para bloquear la luz brillante de la estrella anfitriona de un planeta para revelar la luz estelar reflejada en el planeta. Esta idea es similar a usar la mano para bloquear la luz del sol para poder ver algo mejor desde la distancia.
Los futuros telescopios espaciales podrían usar pequeñas máscaras internas o grandes naves espaciales externas que se asemejan a guardias para hacer esto. Una vez que se bloquea la luz de las estrellas, se vuelve mucho más fácil estudiar la luz reflejada en un planeta.
También hay tres enormes telescopios terrestres actualmente en construcción que podrán adquirir bioensayos: o Telescopio Gigante de MagalhãesEso es telescopio de treinta metros Oh Telescopio extremadamente grande da Europa.
Cada uno es mucho más poderoso que los telescopios existentes en la Tierra y, a pesar del inconveniente de que la atmósfera terrestre distorsiona la luz de las estrellas, estos telescopios podrían sondear las atmósferas de dos mundos más cercanos en busca de oxígeno.
¿Biología o geología?
Incluso utilizando los telescopios más potentes durante las próximas décadas, los astrobiólogos solo podrán detectar potentes bioensayos producidos por mundos completamente transformados por la vida.
Desafortunadamente, la mayoría de los gases liberados por la vida en la Tierra también pueden ser producidos por procesos no biológicos: las vacas y los volcanes liberan metano. La fotosíntesis produce oxígeno, pero también luz solar, cuando descompone las moléculas de agua en oxígeno e hidrógeno.
ha uma los astrónomos tienen una buena oportunidad de detectar falsos positivos ao buscar la vida lejana. Para ayudar a eliminar los falsos positivos, los astrónomos deberán comprender un planeta de interés o lo suficiente como para saber si lo es. los procesos geológicos o atmosféricos pueden imitar un bioensayo.
La próxima generación de estudios de exoplanetas tiene el potencial de superar el obstáculo de evidencia extraordinaria necesarios para probar la existencia de la vida. La primera tirada de dados del Telescopio Espacial James Webb nos da una idea emocionante del progreso que se avecina.
chris impey es profesor de astronomia universidad de arizona y daniel apaiprofesor de astronomía y ciencias planetarias universidad de arizona.