En años recientes, el número de planetas extrasolares confirmados ha aumentado exponencialmente. A partir de la redacción del artículo, un total de 3, Se han confirmado 777 exoplanetas en 2, 817 sistemas estelares, con 2 adicionales, 737 candidatos en espera de confirmación. Y lo que es más, el número de planetas terrestres (es decir, rocosos) ha aumentado constantemente, aumentando la probabilidad de que los astrónomos encuentren evidencia de vida más allá de nuestro Sistema Solar.

Desafortunadamente, aún no existe la tecnología para explorar estos planetas directamente. Como resultado, los científicos se ven obligados a buscar lo que se conoce como "biofirmas, "una sustancia química o elemento que está asociado con la existencia de vida pasada o presente. Según un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de investigadores, Una forma de buscar estas firmas sería examinar el material expulsado de la superficie de los exoplanetas durante un evento de impacto.

El estudio, titulado "Búsqueda de biofirmas en eyecciones de impacto exoplanetario, "que apareció recientemente en línea, fue dirigido por Gianni Cataldi, investigador del Centro de Astrobiología de la Universidad de Estocolmo. A él se unieron científicos del LESIA-Observatoire de Paris, el Southwest Research Institute (SwRI), el Real Instituto de Tecnología (KTH), y el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espaciales (ESA / ESTEC).

Como indican en su estudio, la mayoría de los esfuerzos para caracterizar las biosferas de exoplanetas se han centrado en las atmósferas de los planetas. Consiste en buscar evidencia de gases que se sabe que son esenciales para la vida aquí en la Tierra, p. Ej. dióxido de carbono, nitrógeno, oxígeno, así como agua. Como Cataldi le dijo a Universe Today por correo electrónico:

"Sabemos por la Tierra que la vida puede tener un fuerte impacto en la composición de la atmósfera. Por ejemplo, todo el oxígeno de nuestra atmósfera es de origen biológico. También, el oxígeno y el metano están muy fuera de equilibrio químico debido a la presencia de vida. En la actualidad, todavía no es posible estudiar la composición atmosférica de exoplanetas similares a la Tierra, sin embargo, Se espera que dicha medición sea posible en el futuro previsible. Por lo tanto, las biofirmas atmosféricas son la forma más prometedora de buscar vida extraterrestre ".

Sin embargo, Cataldi y sus colegas consideraron la posibilidad de caracterizar la habitabilidad de un planeta buscando señales de impactos y examinando la eyección. Uno de los beneficios de este enfoque es que la eyección escapa a los cuerpos de menor gravedad, como planetas rocosos y lunas, con la mayor facilidad. Las atmósferas de este tipo de cuerpos también son muy difíciles de caracterizar, por lo que este método permitiría caracterizaciones que de otro modo no serían posibles.

Y como indica Cataldi, también sería complementario al enfoque atmosférico de varias maneras:

"Primero, cuanto más pequeño es el exoplaneta, más difícil es estudiar su atmósfera. De lo contrario, los exoplanetas más pequeños producen grandes cantidades de eyección de escape porque su gravedad superficial es menor, haciendo que las eyecciones de exoplanetas más pequeños sean más fáciles de detectar. Segundo, al pensar en biofirmas en eyecciones de impacto, pensamos principalmente en ciertos minerales. Esto se debe a que la vida puede influir en la mineralogía de un planeta, ya sea indirectamente (por ejemplo, cambiando la composición de la atmósfera y permitiendo así que se formen nuevos minerales) o directamente (produciendo minerales, p.ej. esqueletos). La eyección de impacto nos permitiría estudiar un tipo diferente de biofirma, complementario a las firmas atmosféricas ".

Otro beneficio de este método es el hecho de que aprovecha los estudios existentes que han examinado los impactos de las colisiones entre objetos astronómicos. Por ejemplo, Se han realizado múltiples estudios que han intentado imponer limitaciones al impacto gigante que se cree que formó el sistema Tierra-Luna hace 4.500 millones de años (también conocido como la Hipótesis del Impacto Gigante).

Si bien se cree que tales colisiones gigantes fueron comunes durante la etapa final de la formación del planeta terrestre (que dura aproximadamente 100 millones de años), el equipo se centró en los impactos de cuerpos de asteroides o cometas, que se cree que ocurren durante toda la vida de un sistema exoplanetario. Basándose en estos estudios, Cataldi y sus colegas pudieron crear modelos de eyección de exoplanetas.

Como explicó Cataldi, utilizaron los resultados de la literatura sobre cráteres de impacto para estimar la cantidad de eyección creada. Para estimar la fuerza de la señal de los discos de polvo circunestelar creados por la eyección, utilizaron los resultados de la literatura sobre discos de escombros (es decir, análogos extrasolares del Cinturón Principal de Asteroides del Sistema Solar). En el final, los resultados resultaron bastante interesantes:

"Descubrimos que un impacto de un cuerpo de 20 km de diámetro produce suficiente polvo para ser detectado con los telescopios actuales (a modo de comparación, Se cree que el tamaño del impactador que mató a los dinosaurios hace 65 millones de años ronda los 10 km). Sin embargo, estudiar la composición del polvo expulsado (por ejemplo, la búsqueda de biofirmas) no está al alcance de los telescopios actuales. En otras palabras, con telescopios actuales, pudimos confirmar la presencia de polvo expulsado, pero no estudiar su composición ".

En breve, El estudio del material expulsado de exoplanetas está a nuestro alcance y esto permitiría a los astrónomos poder caracterizar la geología de un exoplaneta y, por lo tanto, establecer restricciones más precisas sobre su habitabilidad potencial. En el presente, Los astrónomos se ven obligados a realizar conjeturas fundamentadas sobre la composición de un planeta en función de su tamaño y masa aparentes.

Desafortunadamente, un estudio más detallado que podría determinar la presencia de biofirmas en eyecciones no es posible actualmente, y será muy difícil incluso para telescopios de próxima generación como el Telescopio Espacial James Webb (JWSB) o Darwin. Mientras tanto, el estudio de eyecciones de exoplanetas presenta algunas posibilidades muy interesantes cuando se trata de estudios y caracterización de exoplanetas. Como indicó Cataldi:

"Al estudiar la eyección de un evento de impacto, podríamos aprender algo sobre la geología y la habitabilidad del exoplaneta y potencialmente detectar una biosfera. El método es la única forma que conozco de acceder al subsuelo de un exoplaneta. En este sentido, el impacto puede verse como un experimento de perforación proporcionado por la naturaleza. Nuestro estudio muestra que el polvo producido en un evento de impacto es, en principio, detectable, y los telescopios futuros podrían limitar la composición del polvo, y por tanto la composición del planeta ".

En las próximas décadas, Los astrónomos estudiarán planetas extrasolares con instrumentos de creciente sensibilidad y potencia con la esperanza de encontrar indicios de vida. Con toda probabilidad, la capacidad de discernir la presencia de biofirmas en los escombros creados por los impactos de asteroides coincidirá con la capacidad de encontrarlos en las atmósferas de los exoplanetas.

Con estos dos métodos combinados, Los científicos podrán decir con mayor certeza que los planetas distantes no solo son capaces de sustentar la vida, pero lo están haciendo activamente.