Dos astrónomos de la Universidad McGill han creado una "huella digital" para la Tierra, que podría usarse para identificar un planeta más allá de nuestro Sistema Solar capaz de albergar vida.

Evelyn Macdonald, estudiante de Física de McGill, y su supervisor, el profesor Nicolas Cowan, utilizaron más de una década de observaciones de la atmósfera terrestre tomadas por el satélite SCISAT para construir un espectro de tránsito de la Tierra. una especie de huella dactilar de la atmósfera de la Tierra en luz infrarroja, que muestra la presencia de moléculas clave en la búsqueda de mundos habitables. Esto incluye la presencia simultánea de ozono y metano, que los científicos esperan ver solo cuando haya una fuente orgánica de estos compuestos en el planeta. Esta detección se denomina "firma biológica".

"Un puñado de investigadores ha intentado simular el espectro de tránsito de la Tierra, pero este es el primer espectro de tránsito infrarrojo empírico de la Tierra, ", dice el profesor Cowan." Esto es lo que los astrónomos extraterrestres verían si observaran un tránsito de la Tierra ".

Los resultados, publicado el 28 de agosto en la revista Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society , podría ayudar a los científicos a determinar qué tipo de señal buscar en su búsqueda para encontrar exoplanetas similares a la Tierra (planetas que orbitan alrededor de una estrella que no sea nuestro Sol). Desarrollado por la Agencia Espacial Canadiense, SCISAT fue creado para ayudar a los científicos a comprender el agotamiento de la capa de ozono de la Tierra mediante el estudio de las partículas en la atmósfera a medida que la luz solar pasa a través de ella. En general, Los astrónomos pueden saber qué moléculas se encuentran en la atmósfera de un planeta al observar cómo cambia la luz de las estrellas a medida que atraviesa la atmósfera. Los instrumentos deben esperar a que un planeta pase, o transite, sobre la estrella para realizar esta observación. Con telescopios lo suficientemente sensibles, Los astrónomos podrían potencialmente identificar moléculas como el dióxido de carbono, oxígeno o vapor de agua que podría indicar si un planeta es habitable o incluso habitado.

Cowan estaba explicando la espectroscopia de tránsito de exoplanetas en un almuerzo grupal en el McGill Space Institute (MSI) cuando el profesor Yi Huang, un científico atmosférico y miembro del MSI, señaló que la técnica era similar a los estudios de ocultación solar de la atmósfera de la Tierra, hecho por SCISAT.

Desde el primer descubrimiento de un exoplaneta en la década de 1990, los astrónomos han confirmado la existencia de 4, 000 exoplanetas. El santo grial en este campo relativamente nuevo de la astronomía es encontrar planetas que potencialmente podrían albergar vida:una Tierra 2.0.

Un sistema muy prometedor que podría contener tales planetas, llamado TRAPPIST-1, será un objetivo para el próximo telescopio espacial James Webb, que se lanzará en 2021. Macdonald y Cowan construyeron una señal simulada de cómo se vería la atmósfera de un planeta similar a la Tierra a través de los ojos de este futuro telescopio, que es una colaboración entre la NASA, la Agencia Espacial Canadiense y la Agencia Espacial Europea.

El sistema TRAPPIST-1 ubicado a 40 años luz de distancia contiene siete planetas, tres o cuatro de los cuales se encuentran en la denominada "zona habitable" donde podría existir agua líquida. Los astrónomos de McGill dicen que este sistema podría ser un lugar prometedor para buscar una señal similar a su huella digital terrestre, ya que los planetas están orbitando una estrella enana M, un tipo de estrella que es más pequeña y más fría que nuestro Sol.

"TRAPPIST-1 es una estrella enana roja cercana, lo que convierte a sus planetas en excelentes objetivos para la espectroscopia de tránsito. Esto se debe a que la estrella es mucho más pequeña que el Sol, por lo que sus planetas son relativamente fáciles de observar, "explica Macdonald". Además, estos planetas orbitan cerca de la estrella, por lo que transitan cada pocos días. Por supuesto, incluso si uno de los planetas alberga vida, no esperamos que su atmósfera sea idéntica a la de la Tierra ya que la estrella es muy diferente del Sol ".

Según su análisis, Macdonald y Cowan afirman que el telescopio Webb será lo suficientemente sensible como para detectar dióxido de carbono y vapor de agua utilizando sus instrumentos. Incluso puede ser capaz de detectar la firma biológica del metano y el ozono si se dedica suficiente tiempo a observar el planeta objetivo.

El profesor Cowan y sus colegas del Instituto de Investigación de Exoplanetas con sede en Montreal esperan ser algunos de los primeros en detectar signos de vida más allá de nuestro planeta de origen. La huella digital de la Tierra reunida por Macdonald para su tesis de grado superior podría decirle a otros astrónomos qué buscar en esta búsqueda. Ella comenzará su doctorado. en el campo de los exoplanetas en la Universidad de Toronto en el otoño.

"Un espectro de tránsito infrarrojo empírico de la Tierra:ventanas de opacidad y biofirmas, "Evelyn J. R. Macdonald y Nicolas B. Cowan, fue publicado en línea el 28 de agosto de 2019, en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .