Los exploradores marineros del siglo XVI encontraron muchos hogares nuevos para la humanidad en lugares lejanos, rincones desconocidos del mundo. Si bien puede parecer que dicha colonización se ha detenido desde entonces, algunos han argumentado que es solo cuestión de tiempo antes de que los humanos comiencen a moverse hacia "exoplanetas" en sistemas estelares extranjeros. Pero, ¿qué tan cerca estamos de tal expansión?

Eso es lo que los científicos Danielle George y Stephen Hawking se propusieron explorar en un nuevo programa de televisión, La búsqueda de una nueva tierra, en BBC2. El programa, que se lanza el 11 de septiembre, presentará los últimos esfuerzos para encontrar estos exoplanetas similares a la Tierra y considerará lo que nos haría falta para colonizarlos en el futuro.

Los exoplanetas son muy pequeños en comparación con las estrellas que orbitan y, por lo general, están muy lejos, lo que significa que en realidad no podemos verlos con telescopios. A pesar de esto, los científicos ya han detectado alrededor de 3, 600 exoplanetas confirmados y otros 2, 400 candidatos. Sin embargo, no podemos producir ni siquiera imágenes simples de la gran mayoría de ellos, ya que su débil señal suele ser ahogada por su estrella anfitriona mucho más brillante. Entonces, ¿cómo podemos juzgar qué tan habitable es un exoplaneta cuando es posible que ni siquiera podamos verlo con nuestros telescopios más grandes?

La mayoría de los exoplanetas se han encontrado utilizando el método de tránsito, que mide las caídas en el brillo de una estrella cuando un planeta se mueve frente a su estrella anfitriona. Esto nos permite estimar el radio del planeta y el período de su órbita.

Las propiedades de las propias estrellas anfitrionas suelen ser bien conocidas, lo que significa que la física simple puede ayudarnos a calcular qué tan lejos se encuentran los planetas de sus estrellas en función de sus órbitas. De esto obtenemos una buena estimación de la temperatura del planeta, al menos en la cima de su atmósfera.

El tirón gravitacional del planeta en su anfitrión también se puede medir buscando un cambio Doppler en la luz de la estrella anfitriona. El efecto Doppler describe el cambio en la frecuencia observada de una onda cuando hay un movimiento relativo entre la fuente de onda y el observador. Cuando se mide para un planeta en tránsito, nos da una medida precisa de la masa del planeta.

Armados con la masa y el radio del planeta, podemos determinar su densidad promedio y gravedad superficial. La densidad media puede ayudarnos a decidir si es probable que el planeta sea una bola de gas como Júpiter o un mundo rocoso más denso como la Tierra. La gravedad de la superficie nos dice si el planeta puede aferrarse a una atmósfera y si es probable que la atmósfera sea demasiado delgada o demasiado densa para nuestra comodidad.

Esa es mucha información. Pero se pone mejor. Ahora estamos comenzando a medir la composición química de varias atmósferas de exoplanetas. Mientras los planetas están en tránsito, su atmósfera está iluminada a contraluz por la estrella. En la tierra, el proceso de "dispersión de Rayleigh" hace que nuestro cielo se vea azul, ya que la luz del sol azul se dispersa con mucha más fuerza que la luz roja. Si los extraterrestres vieran la Tierra en tránsito contra el sol, verían que nuestra atmósfera retroiluminada bloquea la luz azul más que la roja. lo que significa que sabrían que la Tierra tiene un cielo azul.

La misma técnica básica también se puede utilizar para medir moléculas absorbentes de luz como el agua, metano, oxígeno, ozono u óxido nitroso. En principio, con instrumentos más sensibles que los nuestros, los extraterrestres verían firmas de contaminantes atmosféricos creados por el hombre. Entonces podrían concluir que la Tierra puede albergar una civilización avanzada.

Nuevas ventanas al universo

Moléculas que incluyen agua, Hasta ahora, se han detectado metano y oxígeno en más de 40 exoplanetas confirmados y la lista crecerá dramáticamente muy pronto con los lanzamientos el próximo año de la misión TESS de la NASA y JWST. el sucesor del telescopio espacial Hubble. Estos serán seguidos en la próxima década por la misión PLATO de la Agencia Espacial Europea y posiblemente su misión de caracterización planetaria Ariel.

Mientras tanto, en el piso, el Observatorio Europeo Austral está construyendo el Extremely Large Telescope. Este será capaz de recolectar diez veces más luz estelar que cualquier telescopio óptico anterior y será capaz de sondear las atmósferas de planetas cercanos a la Tierra con un detalle sin precedentes.

Estas instalaciones nos permitirán comenzar a buscar moléculas indicativas de actividad biológica (firmas de biomarcadores) en planetas cercanos. Ejemplos de firmas de biomarcadores podrían incluir una gran abundancia de combinaciones de moléculas como oxígeno y metano, que reaccionan entre sí en escalas de tiempo breves. En la Tierra, su abundancia es repuesta constantemente por organismos vivos.

Por supuesto, hay muchos otros factores más allá de las características del planeta que contribuyen de manera crítica al éxito de la vida evolucionada aquí en la Tierra. La verdad es que nuestros descendientes no sabrán con certeza que han encontrado la Tierra-2 hasta que intenten vivir en ella. Entonces, mientras que no entregaríamos un mapa vacío a nuestros valientes exploradores espaciales del futuro, estamos muy lejos de poder garantizarles un alojamiento habitable.

¿Viaje imposible?

Y, seamos claros, el largo viaje incluso hasta nuestro vecino exoplaneta más cercano, Proxima b, significa que definitivamente es un boleto de ida. En efecto, con tecnología actual, este viaje tomaría decenas de miles de años.

Las alternativas que nos permitirían viajar dentro de una sola vida humana implican dominar la tecnología cercana a la velocidad de la luz. Hay algunos planes ambiciosos en curso al respecto. Otro enfoque sería desarrollar técnicas confiables de hibernación humana a largo plazo.

Durante su viaje, los astronautas también deben protegerse de dosis potencialmente fatales de rayos cósmicos. También deben evitar el desgaste muscular y esquelético, y hacer frente a las exigencias psicológicas de estar encerrado durante años en una lata grande. En su destino, también tendrán que adaptarse a la vida como extraterrestres sin las ventajas de la adaptación evolutiva que disfrutamos en la Tierra. Este es probablemente el mayor desafío de todos.

Todas las cosas consideradas, es un largo viaje para un hombre, una tirada gigante de dados para la humanidad.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.