Una nueva investigación sugiere que la próxima generación de telescopios avanzados podría agudizar la búsqueda de vida extraterrestre potencial al examinar de cerca las atmósferas de los exoplanetas cercanos.
Publicado recientemente en The Astronomical Journal, un artículo detalla cómo un equipo de astrónomos de la Universidad Estatal de Ohio examinó la capacidad de los próximos telescopios para detectar rastros químicos de oxígeno, dióxido de carbono, metano y agua en 10 exoplanetas rocosos. Estos elementos son biosignatures (biofirmas) que también se encuentran en la atmósfera de la Tierra y que pueden proporcionar evidencia científica clave de la vida.
El estudio encontró que para un par de estos mundos cercanos, Proxima Centauri b y GJ 887 b, estos telescopios son muy hábiles para detectar la presencia de posibles biofirmas. De los dos, los resultados muestran que sólo en el caso de Proxima Centauri b las máquinas podrían detectar el dióxido de carbono si estuviera presente. Aunque no se ha encontrado ningún exoplaneta que coincida con precisión con las primeras condiciones de vida de la Tierra, este trabajo sugiere que, si se examinan con mayor detalle, estas supertierras únicas (planetas más masivos que la Tierra pero más pequeños que Neptuno) podrían ser un objetivo adecuado para futuras misiones de investigación.
Para avanzar en la búsqueda de planetas habitables, Huihao Zhang, autor principal del estudio y senior en astronomía en la Universidad Estatal de Ohio, y sus colegas también buscaron determinar la efectividad de instrumentos de imágenes especializados como el James Webb Space Telescope (JWST) y el Extremely Large Telescopes (ELT), como el European Extremely Large Telescope, el Thirty-Meter-Telescope y el Giant Magellan Telescope, para obtener imágenes directas de exoplanetas.
Zhang dijo:
“No todos los planetas son adecuados para obtener imágenes directas, pero es por eso que las simulaciones nos dan una idea aproximada de lo que los ELT habrían logrado y las promesas que deben cumplir cuando se construyan”.
Obtener imágenes de exoplanetas
El método directo para obtener imágenes de exoplanetas implica el uso de un coronógrafo o pantalla estelar para bloquear la luz de una estrella anfitriona, lo que permite a los científicos capturar una imagen tenue del nuevo mundo en órbita. Pero como localizarlos de esta manera puede ser difícil y llevar mucho tiempo, los investigadores se propusieron ver qué tan bien los telescopios ELT podrían afrontar el desafío.
Para ello, probaron la capacidad de los instrumentos de cada telescopio para diferenciar el ruido de fondo universal del ruido planetario que pretendían capturar mientras detectaban biofirmas. Llamada relación señal-ruido, cuanto mayor es, más fácil es detectar y analizar la longitud de onda de un planeta.
Los resultados mostraron que el modo de imagen directa de uno de los instrumentos del ELT europeo, llamado Mid-infrared ELT Imager, funcionó mejor en tres planetas (GJ 887 b, Proxima b y Wolf 1061 c) a la hora de discernir la presencia de metano, carbono dióxido y agua, mientras que su instrumento espectrógrafo de campo integral óptico monolítico de alta resolución angular e infrarrojo cercano podía detectar metano, dióxido de carbono, oxígeno y agua, pero necesitaba mucho más tiempo de exposición.
Además, dado que estas conclusiones se referían a instrumentos que tendrán que mirar a través de la niebla química de la atmósfera de la Tierra para avanzar en la búsqueda de vida cósmica, se compararon con las capacidades actuales del JWST en el espacio exterior, dijo Zhang.
Zhang dijo:
“Es difícil decir si los telescopios espaciales son mejores que los terrestres, porque son diferentes. Tienen diferentes entornos, diferentes ubicaciones y sus observaciones tienen diferentes influencias”.
GJ 887 b, exoplaneta prometedor
En este caso, los hallazgos revelaron que, si bien GJ 887 b es uno de los objetivos más adecuados para las imágenes directas del ELT, ya que su ubicación y tamaño dan como resultado una relación señal-ruido especialmente alta, para algunos planetas en tránsito, como el sistema TRAPPIST-1, las técnicas de JWST para estudiar atmósferas planetarias son más adecuadas para detectarlas que las imágenes directas de los ELT en la Tierra.
Pero debido a que el estudio asumió una suposición más conservadora con los datos, dijo Zhang, la verdadera efectividad de las futuras herramientas astronómicas aún podría sorprender a los científicos. Y dejando a un lado los sutiles contrastes en el rendimiento, estas poderosas tecnologías sirven para ampliar nuestra comprensión del universo y están destinadas a complementarse entre sí, dijo Ji Wang, coautor del estudio y profesor asistente de astronomía en la Universidad Estatal de Ohio. Por eso son necesarios estudios como este, que evalúan las limitaciones de esas tecnologías, afirmó.
Wang dijo:
“No se puede enfatizar lo suficiente la importancia de la simulación, especialmente para misiones que cuestan miles de millones de dólares. La gente no sólo tiene que construir el hardware, sino que también se esfuerza mucho en simular el rendimiento y estar preparada para lograr esos gloriosos resultados”.
Con toda probabilidad, como los ELT no se completarán hasta finales de la década, los próximos pasos de los investigadores se centrarán en simular qué tan bien serán los futuros instrumentos ELT para investigar las complejidades de las pruebas desenfrenadas de vida en nuestro propio planeta.
El estudio científico ha sido publicado en The Astronomical Journal.
Fuente: phys.org
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