¿Podremos detectar oxígeno en otras tierras con los telescopios de nueva generación?
El oxígeno molecular es probablemente el biomarcador más importante que podemos detectar en la atmósfera de una exotierra. Es decir, si descubrimos oxígeno en otro planeta podemos concluir que es bastante probable que exista vida en ese mundo. Actualmente no disponemos de instrumentos capaces de descubrir esta molécula en un exoplaneta del tamaño de la Tierra, ¿pero seremos capaces de hacerlo con la nueva generación de telescopios?
A lo largo de todo el mundo se están construyendo varios telescopios gigantes que estarán en servicio antes de 2020. Los más importantes son el TMT (Thirty Meter Telescope), el GMT (Giant Magellan Telescope) y el E-ELT (European Extremely Large Telescope), todos ellos con espejos primarios con un tamaño de 30 a 40 metros de diámetro. Estos gigantes de la astronomía moderna podrán buscar la firma espectral del oxígeno molecular en el visible y en el infrarrojo cercano en las atmósferas de las exotierras -esto es, mundos de tamaño terrestre situados en la zona habitable- que están por descubrir. Las bandas espectrales del oxígeno más llamativas son las situadas alrededor de los 1268 nanómetros (1,27 micras) y, especialmente, cerca de los 765 nanómetros. Esta última se denomina banda-A e incluye hasta 55 líneas espectrales muy intensas. En el pasado se llevaron a cabo numerosos estudios para determinar la posibilidad de detección de oxígeno molecular por parte de instrumentos terrestres. Los primeros análisis realizados en 1994 fueron tremendamente optimistas y predecían que un pequeño telescopio de tan ‘sólo’ 2,4 metros podría descubrir la banda-A del oxígeno molecular en la atmósfera de una exotierra que transitase por delante de una estrella de tipo solar siempre y cuando el sistema estuviese a menos de siete años luz. Si la estrella tuviese un 30% del tamaño del Sol la distancia de detección podría ampliarse hasta los treinta años luz aproximadamente.
Estudios posteriores echaron un jarro de agua fría a estas estimaciones y actualmente la comunidad científica se muestra de acuerdo en que resultará muy complicado detectar oxígeno molecular en las atmósferas de las exotierras. ¿Pero cómo de complicado? En un reciente artículo, Florian Rodler y Mercedes López Morales demuestran que de entre todos los nuevos telescopios gigantes, solamente el E-ELT parece que tendrá alguna oportunidad de tener éxito en esta tarea gracias a su enorme espejo de 39 metros. Desgraciadamente, no en mundos situados alrededor de cualquier estrella. Únicamente aquellos planetas situados alrededor de pequeñas estrellas enanas rojas (de tipos espectrales M1 a M8) podrán ser escudriñados en búsqueda de la banda-A del oxígeno (en estrellas más frías resulta más favorable buscar la banda de 760 nm). Para una exotierra que gire alrededor de una enana roja de tamaño medio (M4) situada a unos 15 años luz serán necesarias 40 horas de observación para descubrir oxígeno en su atmósfera. Teniendo en cuenta que el periodo de un mundo en la zona habitable de una estrella de ese tipo es de unos 16 días, estamos hablando de un mínimo de 20 tránsitos para poder detectar oxígeno molecular. Si la distancia a la que se encuentra la estrella es el doble (unos 30 años luz), entonces necesitaremos cerca de 175 horas de observación (75 tránsitos), algo que no resulta demasiado práctico. Por suerte, existen bastantes enanas rojas próximas que pueden ser estudiadas, aunque ciertamente su número no es apabullante. Los resultados de Rodler y López concuerdan con otros estudios publicados con anterioridad que ya señalaban a las enanas rojas como los objetivos primarios para los telescopios de nueva generación a la hora de buscar oxígeno en exotierras.
Resumiendo, al E-ELT le va a costar trabajo encontrar oxígeno en las futuras exotierras que se descubran, salvo que se decida apuntar a enanas rojas de pequeño tamaño (de M3 en adelante) que estén a menos de 25 años luz. Las buenas noticias es que por lo menos será capaz de hacerlo, aunque todo dependerá de las características definitivas de los instrumentos con los que estará equipado el E-ELT (y, obviamente, de que existan atmósferas alienígenas con oxígeno ahí fuera). Por suerte, tanto el E-ELT como el futuro telescopio espacial James Webb podrán usarse para rastrear otros biomarcadoresmenos escurridizos, como es el caso del dióxido de carbono, el agua o el ozono. Está claro que si queremos descubrir oxígeno molecular en estrellas de tipo solar mejor resucitamos el OWL o, ya puestos, el ATLAST. Pero, con un poquito de suerte, en la próxima década podremos ser testigos del primer descubrimiento de oxígeno en una exotierra. Eso sí que sería un notición.
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