Fue una buena semana para la astrobiología. A los pocos días del anuncio de la NASA de que existen los ingredientes necesarios para la vida en las columnas que brotan del polo sur de Encelado, la luna de Saturno, Los científicos se reunieron en la Universidad de Stanford para discutir el descubrimiento de vida fuera del Sistema Solar.

Observando cómo, "La búsqueda de vida en el Universo se ha transformado de la especulación a una ciencia basada en datos, "Oradores como el físico de Stanford Peter Michelson ofrecieron planes detallados para encontrar vida en exoplanetas. En el transcurso de dos días, del 20 al 21 de abril, docenas de científicos que asistieron a la Conferencia Breakthrough Discuss contemplaron opciones para explorar planetas en otros sistemas estelares. Esta opción incluía el uso de una nueva generación de potentes telescopios para observaciones de larga distancia, así como el avance de una tecnología única en su tipo para visitar otros sistemas estelares, todo dentro de la próxima generación.

Lo que estas estrategias tenían en común era un enfoque en la observación de planetas de zonas habitables en nuestro vecindario estelar local. En este barrio solo a unos 30 años luz de nuestro sistema solar, Los astrobiólogos ya han identificado varios exoplanetas similares a la Tierra y docenas de sistemas que pueden albergar mundos similares a la Tierra. Estos exoplanetas, identificados por el efecto que tienen en su estrella madre, son rocosas y tienen aproximadamente el mismo tamaño y densidad que la Tierra. Orbitan sus estrellas a una distancia que permitiría que exista agua líquida en la superficie. Hay, sin embargo, al menos una diferencia importante entre nuestro planeta y estos exoplanetas potencialmente habitables. Es decir, no están girando estrellas como nuestro sol.

En el espectro de estrellas nuestro sol es lo que se conoce como una enana amarilla. Es brillante y no demasiado grande en comparación con las estrellas más grandes de nuestra galaxia. Todavía, Incluso las estrellas medianas como nuestro Sol no son tan comunes. Nuestro vecindario estelar local, y probablemente en el Universo en su conjunto, está lleno de muchas más estrellas de baja masa. Hay 20 estrellas enanas amarillas como nuestro sol cerca y 250 enanas M, una variedad de estrellas tan pequeñas y tenues que, a pesar de su abundancia, no se puede ver a simple vista. Durante los últimos tres o cuatro años, cada estrella de baja masa que hemos estudiado parece tener al menos un planeta. Generalmente, tienen más de uno.

"¿Qué tan comunes son los planetas que orbitan alrededor de estrellas de baja masa? Muy común de hecho, "explicó Courtney Dressing, un astrónomo de UC Berkeley al grupo reunido. "Para un M-Dwarf típico, tiende a haber 2,5 planetas. Una de cada cuatro estrellas tiene un planeta del mismo tamaño y temperatura que la Tierra en la zona habitable ".

El punto de Dressing era que, dado el número de enanas M en la región local, debería haber al menos 60 planetas potencialmente similares a la Tierra en zonas habitables dentro de unos 32 años luz de aquí, y quizás muchos más. Hasta la fecha, la mayoría de nuestros datos de exoplanetas provienen de la nave espacial Kepler. La nave espacial Kepler ha centrado su búsqueda de planetas en grandes estrellas enanas M. En el futuro cercano, cuando se estudian las enanas M pequeñas y medianas, podemos descubrir que más cerca de una de cada tres estrellas hay un planeta parecido a la Tierra en la zona habitable.

Aparte de ser más abundante, estudiar los exoplanetas potencialmente habitables alrededor de estas estrellas de baja masa tiene otras ventajas. Estos exoplanetas tienen órbitas estrechas alrededor de sus estrellas porque las zonas habitables están cerca, dando a los científicos la oportunidad de ver sus tránsitos cada pocas semanas. Es durante estos tránsitos, cuando los exoplanetas pasan frente a sus estrellas, que tenemos la mejor oportunidad de estudiar sus atmósferas en busca de señales de vida. Muchos asistentes a la conferencia, incluyendo a Mercedes López-Morales del Harvard Center for Astrophysics, Explicó cómo examinaremos las atmósferas de los planetas de la zona habitable más cercana en busca de signos de vida que habite en la superficie o en un océano. "Vamos a buscar oxígeno, " ella dijo.

Debido a que el aumento de oxígeno en la atmósfera de la Tierra se correspondió con la aparición de vida, con frecuencia usamos esa molécula en particular como marcador de la presencia de vida en otros lugares. También, al oxígeno le gusta interactuar con otras sustancias químicas. Si descubrimos un planeta en el que todavía hay oxígeno en la atmósfera, alguna cosa, posiblemente la vida, lo está haciendo activamente. Entonces, la búsqueda de vida se centrará en elementos y moléculas como el hidrógeno, oxígeno, y metano. Sin embargo, como explicó López-Morales, hay una desventaja en este enfoque.

"La atmósfera de un planeta tiene solo un 1 por ciento del tamaño del planeta. El tamaño de la señal es diminuto. Es necesario recolectar al menos un billón de fotones para estar muy seguro de que realmente se está observando el oxígeno".

La buena noticia es que se conectará una nueva generación de telescopios diseñados para la exploración planetaria y la astrobiología para ayudarnos a recopilar esos fotones. Alrededor de esta época el año que viene, el Satélite de reconocimiento de exoplanetas en tránsito (TESS) se preparará para su lanzamiento. Durante su misión de dos años, TESS encuestará a 200, 000 estrellas, incluyendo los más brillantes en nuestros sistemas locales. El Telescopio Gigante de Magallanes (GMT) en Chile, programado para estar operativo en 2022, tendrá un poder de resolución 10 veces mayor que el del telescopio espacial Hubble. El GMT contará con un dispositivo llamado espectrógrafo G-CLEF, que podrá ver moléculas como el oxígeno en atmósferas planetarias lejanas. Finalmente, cuando el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) se abra en 2024, Tendrá más poder de captación de luz que los actuales telescopios terrestres de 8 a 10 metros combinados. Los astrobiólogos cuentan con que estos grandes telescopios estén en línea entre ahora y 2024 para identificar a los principales candidatos para buscar oxígeno y vida en nuestro vecindario estelar.

Incluso cuando anticipamos un tesoro de datos atmosféricos de estas misiones, los científicos están descubriendo especies que viven felizmente sin oxígeno, luz, y otras características que solíamos creer que eran necesarias para la vida. Estos descubrimientos destacan cómo las biofirmas atmosféricas como el oxígeno son imperfectas, si tentador, manera de buscar la vida desde lejos. La pregunta entonces es:¿podría haber otra forma de buscar vida extraterrestre más allá de estudiar atmósferas de exoplanetas?

Idealmente, para identificar definitivamente la vida en otros mundos, visitaríamos planetas cercanos como Proxima b, a solo 4 años luz de distancia, ya sea en persona o con una nave espacial. Este es el objetivo de la iniciativa Starshot de Breakthrough. Anunciado hace poco más de un año, El objetivo de Starshot, según su fundador, es "alcanzar literalmente las estrellas en nuestra vida". El plan para lograr esta hazaña implica el lanzamiento de una flota de naves espaciales muy pequeñas. Starshot luego acelerará esas naves lo más cerca posible de la velocidad de la luz. Al apuntar láseres de alta potencia a estas cámaras del tamaño de un gramo en el espacio, podemos reducir el tiempo, costo, y el peso necesario para observar de cerca los planetas alrededor de otras estrellas.

"El objetivo es hacer volar una sonda muy cerca de un planeta y averiguar si tiene vida, "dijo Avi Loeb, físico del Centro Smithsonian de Astrofísica de Harvard. "¿De qué color es el planeta? ¿Es verde? ¿Tiene vegetación? ¿Es azul? ¿Hay océanos? ¿O es como un desierto? "

En la conferencia, El ingeniero de la NASA Ruslan Belikov estrenó simulaciones de cómo se vería un exoplaneta desde el punto de vista de Starshot. Incluso si la nave se moviera al 90 por ciento de la velocidad de la luz, las cámaras a bordo deberían poder captar señales de grandes océanos, nubes y masas de tierra que podría tener un exoplaneta.

La esperanza es que algún día al combinar la aceleración láser de estas naves muy pequeñas con cámaras y otros sensores, finalmente podríamos ser capaces de echar un vistazo de primera mano a los planetas de la zona habitable que giran alrededor de las estrellas cercanas, y al hacer, quizás definitivamente encuentre vida en otras partes del Universo. La combinación de datos de nuestra nueva generación de telescopios muy grandes con observaciones atmosféricas de exoplanetas cercanos alrededor de enanas M puede ayudarnos a elegir los mejores objetivos para el sobrevuelo de pequeñas naves Starshot.

"Vamos a ser la generación que será recordada por encontrar exoplanetas. Eso es un hecho, "dijo López-Morales." ¿Vamos a ser también la generación que será recordada como los primeros que encontraron vida en esos planetas? "

Ese, Por supuesto, sería el gran avance de su vida.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de la revista Astrobiology Magazine de la NASA. Explore la Tierra y más allá en www.astrobio.net.