Detectando polución industrial en la atmósfera de exoplanetas
En los próximos años podremos estudiar directamente formas de vida en exotierras -planetas como el nuestro situado en la zona habitable de sus estrellas- buscando la presencia de biomarcadores en sus atmósferas. Los biomarcadores son compuestos químicos que están relacionados de algún modo con la actividad biológica, como es el caso del oxígeno o el metano. Pero, ¿seremos capaces de detectar la posible contaminación atmosférica de una civilización industrial como la nuestra? Pues parece que sí que podríamos. Siempre y cuando usemos el futuro telescopio James Webb de la NASA y el planeta girase alrededor de una enana blanca.
Los signos de polución industrial podrían ser una nueva herramienta SETI capaz de detectar formas de vida inteligentes en otros planetas. Pero antes de nada deberíamos definir qué es un contaminante y cuáles son más fáciles de detectar desde la Tierra mediante espectroscopía. Y no es una cuestión sencilla, porque se da la circunstancia que los principales subproductos de la civilización industrial también pueden tener un origen natural. Hablamos, por ejemplo, del dióxido de carbono, el metano o el monóxido de dinitrógeno. ¿Qué hacer entonces? La mejor alternativa es buscar contaminantes que sólo pueden ser generados en cantidades significativas por la acción de vida inteligente.
Un ejemplo ideal de este último grupo son los famosos clorofluorocarbonos (CFC), causantes de la destrucción de la capa de ozono. Los CFC tienen además vidas medias de entre mil y cien mil años, lo que permitiría la detección de civilizaciones industriales que hayan usado estos compuestos en el pasado aunque actualmente ya no lo hagan. Pero, ¿es posible? Un grupo de investigadores liderados por Henry Lin (Universidad de Cambridge, Massachusetts) ha estudiado recientemente la posibilidad de la detección de estos compuestos usando el telescopio James Webb (JWST) de la NASA y han llegado a una serie de conclusiones muy curiosas.
De entrada, conviene aclarar que los investigadores han analizado la capacidad espectroscópica del James Webb a la hora de estudiar una exotierra situada alrededor de una enana blanca. Esta curiosa elección de modelo teórico se debe a dos causas. Por un lado, se cree que la zona habitable alrededor de las enanas blancas es mucho más estableque la que podemos encontrar en otras estrellas de la secuencia principal. Por otro lado, esto permite un mejor contraste que permite que destaque el espectro de transmisión de la atmósfera de la exotierra.
De acuerdo con los resultados del estudio, sería posible detectar algunos CFC en la atmósfera de una exotierra situada alrededor de una enana blanca. Los mejores candidatos son el tetrafluorometano (CFC-14) y el triclorofluorometano (Freón-11 o CFC-11). El tetrafluorometano y el triclorofluorometano podrían ser detectados por el James Webb tras 1,5 días y 3 días de observación respectivamente. Pero, y es un pero muy grande, sólo si su concentración es unas cien veces la terrestre. Actualmente la concentración de tetrafluorometano en la atmósfera terrestre es de 75 partes por billón (ppt), mientras que en los años 50 rondaba las 40 ppt. Si extrapolamos estos datos, la concentración de este gas sería diez veces superior dentro de mil años. Resulta difícil imaginar que una especie inteligente decida contaminar su medio ambiente hasta los límites cercanos a la detección por el JWST, pero evidentemente no es algo que podamos descartar.
Por otro lado, en una exotierra de este tipo el James Webb sería capaz de descubrir la presencia de metano a concentraciones como la que tenemos en la Tierra con sólo 1,5 horas de observación. Encontrar monóxido de dinitrógeno requeriría doce horas, pero aún así es mucho menos tiempo que el necesario para la detección de CFCs. Y eso no es todo. Con cinco horas de exposición el JWST podría encontrar en la atmósfera de una exotierra agua, dióxido de carbono y oxígeno molecular. Se trata de tiempos de observación muy inferiores a los requeridos para estudiar una exotierra situada en una estrella de la secuencia principal. Solamente por este motivo ya vale la pena explorar la habitabilidad de planetas extrasolares en enanas blancas independientemente de la posible existencia de civilizaciones industriales.
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