Los físicos de la ETH Zurich y de la Universidad de Zurich querían saber si la misión espacial LIFE planeada realmente podría detectar rastros de vida en otros planetas. Sí, dicen los investigadores, con la ayuda de observaciones de nuestro propio planeta.
Así lo demuestra un estudio realizado por el Instituto de Física de Partículas y Astrofísica de la ETH Zurich. Por supuesto, la intención de los investigadores no era responder a la pregunta de si es posible la existencia de vida en la Tierra. En lugar de ello, utilizaron la Tierra como ejemplo para demostrar que la misión espacial LIFE (Gran Interferómetro para Exoplanetas) planificada puede ser un éxito y que el procedimiento de medición planificado funciona.
Con una red de cinco satélites, la iniciativa internacional LIFE, liderada por ETH Zurich, espera algún día detectar rastros de vida en exoplanetas. Su objetivo es llevar a cabo un estudio más detallado de exoplanetas similares a la Tierra:planetas rocosos que son similares a la Tierra en tamaño y temperatura pero que orbitan alrededor de otras estrellas.
El plan es posicionar cinco satélites más pequeños en el espacio cerca del Telescopio Espacial James Webb. Juntos, estos satélites formarán un gran telescopio que actuará como interferómetro para captar la radiación térmica infrarroja de los exoplanetas. Luego, el espectro de la luz se puede utilizar para deducir la composición de esos exoplanetas y sus atmósferas. "Nuestro objetivo es detectar compuestos químicos en el espectro luminoso que indiquen la existencia de vida en exoplanetas", explica Sascha Quanz, que dirige la iniciativa LIFE.
En el estudio, que acaba de publicarse en The Astrophysical Journal , los investigadores Jean-Noël Mettler, Björn S. Konrad, Sascha P. Quanz y Ravit Helled investigaron hasta qué punto una misión LIFE podría caracterizar la habitabilidad de un exoplaneta. Para ello, decidieron tratar la Tierra como si fuera un exoplaneta y realizar observaciones en nuestro planeta de origen.
Lo que es único del estudio es que el equipo probó las capacidades de la futura misión LIFE en espectros reales en lugar de simulados. Utilizando datos de uno de los dispositivos de medición atmosférica del satélite de observación Aqua Earth de la NASA, generaron los espectros de emisión de la Tierra en el rango del infrarrojo medio, como podrían registrarse en futuras observaciones de exoplanetas.
Dos consideraciones fueron centrales para el proyecto. Primero, si un gran telescopio espacial observara la Tierra desde el espacio, ¿qué tipo de espectro infrarrojo registraría? Como la Tierra sería observada desde una gran distancia, parecería una mota modesta, sin características reconocibles como el mar o las montañas. Esto significa que los espectros serían promedios espaciales y temporales que dependerían de qué vistas del planeta capturaría el telescopio y durante cuánto tiempo.
De esto, los físicos derivaron la segunda consideración en su estudio:si estos espectros promediados se analizaran para obtener información sobre la atmósfera y las condiciones de la superficie de la Tierra, ¿de qué manera dependerían los resultados de factores como la geometría observacional y las fluctuaciones estacionales?
Los investigadores consideraron tres geometrías de observación (las dos vistas desde los polos y una vista ecuatorial adicional) y se centraron en los datos registrados en enero y julio para tener en cuenta las mayores variaciones estacionales.
El hallazgo clave del estudio es alentador. Si un telescopio espacial como LIFE observara el planeta Tierra, encontraría signos de un mundo templado y habitable. El equipo pudo detectar concentraciones de los gases atmosféricos CO2 , agua, ozono y metano en los espectros infrarrojos de la atmósfera terrestre, así como las condiciones superficiales que favorecen la aparición de agua. La evidencia del ozono y el metano es particularmente importante ya que estos gases son producidos por la biosfera de la Tierra.
Estos resultados son independientes de la geometría de observación, como demostraron los investigadores. Esta es una buena noticia, porque probablemente se desconocerá la geometría de observación exacta para futuras observaciones de exoplanetas similares a la Tierra.
Sin embargo, al comparar las fluctuaciones estacionales, el resultado fue menos revelador. "Incluso si la estacionalidad atmosférica no es fácil de observar, nuestro estudio muestra que las misiones espaciales de próxima generación podrán evaluar si los exoplanetas templados cercanos similares a la Tierra son habitables o incluso habitados", afirma Quanz.
Más información: Jean-Noël Mettler et al, La Tierra como exoplaneta. III. Uso de espectros empíricos de emisión térmica como entrada para la recuperación atmosférica de un exoplaneta gemelo a la Tierra, The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad198b
Información de la revista: Revista Astrofísica
Proporcionado por ETH Zurich
