Nuevos telescopios espaciales algún día podrían descubrir vida fuera de nuestro sistema solar. Para desarrollarlos y construirlos, los investigadores simulan mundos ficticios.
Enormes dunas, poca agua y gigantescos gusanos de arena: la vida en el planeta ficticio de “Dune” es posible, pero difícil.
Tomas la Tierra, eliminas todos los océanos, mueves las montañas, agregas más ozono a la atmósfera y la colocas en órbita alrededor de una estrella alienígena: has convertido la Tierra en el planeta desértico Arrakis. Al menos en el modelo climático.
Al menos eso hizo el inglés Alexander Farnsworth. El investigador del clima tiene en su tiempo libre Simula el planeta de la película “Dune”.. El resultado sorprendente: el planeta es realmente realista y sería habitable, si existiera. Sin embargo, sólo la estrella alrededor de la cual orbita el planeta ficticio hace esto. El planeta en sí no existe.
Pero en el universo hay muchos planetas fuera de nuestro sistema solar, los llamados exoplanetas. ¿Podrían algunos de ellos ser habitables? ¿O incluso hay vida extraterrestre allí?
Todavía sabemos poco sobre los planetas que orbitan alrededor de otras estrellas.
Sascha Quanz es una persona con grandes interrogantes e ideas visionarias. «¿Estamos realmente solos en el universo? «La pregunta me impulsa», dice. Como profesor de astrofísica en la ETH Zurich, investiga exoplanetas. Su objetivo: descubrir planetas similares a la Tierra, saber más sobre sus condiciones y buscar señales de vida.
Hasta ahora, la investigación de exoplanetas se ha centrado en descubrir nuevos planetas. Desde 1995, cuando se descubrieron los primeros exoplanetas, la lista ha aumentado hasta superar los 5.500. Constantemente se añaden nuevos. Pero se sabe muy poco sobre la mayoría de estos planetas. Esto se debe a que los exoplanetas a menudo se detectan de forma indirecta, ya que, por ejemplo, cuando pasan cerca de su estrella, bloquean brevemente su luz o hacen que su masa se tambalee. Con esta evidencia indirecta puedes aprender algo sobre la órbita y la masa de un planeta. Pero esto por sí solo dice poco sobre las condiciones de vida en su superficie.
Se pueden descubrir exoplanetas mediante el método del tránsito
El planeta bloquea parte de la luz de las estrellas a su paso.
Como siguiente paso, tanto la NASA como la ESA están planificando proyectos que examinarán los exoplanetas con más detalle. El sucesor del telescopio James Webb buscará vida en exoplanetas a partir de la Tierra en 2028 Telescopio extremadamente grande Tomando fotografías de exoplanetas.
Lo que estos proyectos tienen en común es que observan exoplanetas directamente. Esto nos permite saber más sobre su atmósfera. Porque la posición de un planeta por sí sola dice poco. Tanto Marte como Venus se encuentran a una distancia del Sol que teóricamente permite la vida, en la llamada zona habitable. Sin embargo, ambos no son muy amigables con la vida.
La atmósfera marca una diferencia crucial. Si existe y qué gases se encuentran en él son criterios cruciales para determinar si puede existir vida, o incluso solo agua líquida, en un planeta. Si hay vida en un planeta, es probable que ciertos gases de la atmósfera la revelen.
Cuatro telescopios espaciales volarán sincrónicamente
Observar exoplanetas directamente es más fácil de decir que de hacer. Después de todo, los planetas orbitan alrededor de estrellas que brillan un millón de veces más que los planetas y cuyo brillo cubre las débiles señales de los planetas.
Para poder fotografiar los planetas débiles, hay que utilizar trucos. A los investigadores de la ETH, dirigidos por Sascha Quanz, les gustaría probar el llamado interferómetro. La idea básica es combinar la luz de varios telescopios. Las señales luminosas se superponen de tal manera que la luz de la estrella se anula entre sí, pero no la luz del planeta. Los astrofísicos llaman a su misión Vidaque significa Gran Interferómetro para Exoplanetas y al mismo tiempo el objetivo principal de la misión: descubrir vida.
Para la misión Life, cuatro telescopios volarán juntos por el espacio y una quinta nave espacial en la que se reunirán las señales. Para que todo funcione, los telescopios deben moverse y alinearse sincrónicamente con una precisión de centímetros, idealmente milímetros. Incluso entonces, la luz de los planetas es tan débil que los detectores existentes no pueden detectarla.
La misión Life tiene como objetivo poder descubrir señales de vida en planetas lejanos
Se combina la luz de cuatro telescopios que vuelan sincrónicamente en el espacio
A diferencia de las misiones planificadas anteriormente por la NASA y la ESA, Life tiene como objetivo detectar la luz infrarroja directamente de los exoplanetas. Porque los planetas brillan de dos maneras: por un lado, reflejan la luz de su estrella, al igual que la luna, que brilla para nosotros en el cielo nocturno. Por otro lado, debido a su calor, también emiten ellos mismos luz infrarroja.
Esta luz infrarroja contiene información valiosa sobre la composición de la atmósfera de un planeta. En última instancia, la luz debe atravesar primero la atmósfera del exoplaneta en su camino hacia la Tierra. Es parcialmente absorbido por los gases presentes en él. Las frecuencias de luz que entonces faltan en el espectro son como una huella digital. Esto permite a los científicos determinar qué gases están presentes en la atmósfera y en qué cantidades. Gases como el oxígeno, el ozono y el metano son producidos en la Tierra principalmente por plantas y bacterias. Si se encuentran en la atmósfera de un exoplaneta, podría ser un fuerte indicio de vida.
Un telescopio ficticio examina planetas ficticios.
Sascha Quanz se muestra optimista de que algún día la misión de la vida se realizará. «A menudo me preguntan: ‘¿Es eso posible?’. Entonces siempre respondo: ‘No lo sé, pero imagínense si fuera posible'», dice Quanz. El proyecto es una idea visionaria, cargada de grandes riesgos, pero también de un gran potencial. «¿No sería fantástico responder a una de las preguntas más antiguas de la humanidad?»
Hasta ahora, los telescopios sólo existen en simulación. Antes de poder construirlos, hay que responder a muchas preguntas: ¿Qué tamaño deben tener los telescopios, qué detectores se necesitan, cómo deben combinarse las señales? Las respuestas dependen de qué planetas debería poder descubrir y analizar la misión.
Pero aún no se conocen exactamente estos planetas ni sus propiedades. Por eso los investigadores tienen que pensar en posibles planetas y simularlos. Supongamos que hay un exoplaneta similar a la Tierra orbitando una estrella similar al Sol a 50 años luz de distancia y que contiene un 2 por ciento de CO.2 en su atmósfera, ¿cómo se vería su luz infrarroja cuando llegara a la Tierra? ¿Y cómo debería construirse el telescopio para que pueda detectar la señal?
Recientemente, el equipo de investigación de Quanz pudo por primera vez trabajar con datos de un planeta real en lugar de uno simulado: los de la tierra. Un satélite de observación de la Tierra ha captado la luz infrarroja emitida por la Tierra. Los científicos cambiaron esta señal real a lo que se vería a 30 años luz de distancia. Esto les permitió demostrar que la misión Life no sólo podía descubrir la Tierra, sino que incluso podía detectar rastros de vida en su atmósfera.
¿Y qué pasa con el planeta ficticio Arrakis? «De hecho, la vida debería poder descubrir y caracterizar un planeta como Arrakis», afirma Quanz. En particular, el ozono de su atmósfera debería ser claramente visible en la luz infrarroja del planeta. Si hay un exoplaneta habitado por gigantescos gusanos de arena en las cercanías de nuestro sistema solar, hay muchas posibilidades de que la próxima generación de telescopios espaciales pueda detectarlo.