Atm¨®sferas planetarias: buscando la luz de la vida con ayuda de Pen¨¦lope

Imaginemos por un momento a una Pen¨¦lope que, cansada de esperar a Ulises haciendo y deshaciendo calceta para el sudario de su suegro, decide hacer algo m¨¢s productivo con su vida y se aventura en el sector de la aeron¨¢utica espacial. Como ser inteligente que es, razona que si su marido estuviese en este planeta ya habr¨ªa regresado, as¨ª que se construye un cohete y les dice a los mismos que ten¨ªa entretenidos con el tapete que es para ir en b¨²squeda de Ulises al espacio exterior. Lo monta r¨¢pido, al fin y al cabo es bastante m¨¢s entretenido que hacer ganchillo, y se pone rumbo a las estrellas. Y, si Homero se pudo permitir centauros, c¨ªclopes, sirenas y conversaciones con los muertos en su Odisea, me puedo permitir yo, simple mortal, trasvases de conocimiento cient¨ªfico al pasado, as¨ª que mi Pen¨¦lope adem¨¢s de ir equipada cerebralmente con los ¨²ltimos avances de astrof¨ªsica terrestre, ha sido informada de los planes de las grandes agencias espaciales de la Tierra, misiones que espera complementar con su viaje de investigaci¨®n gal¨¢ctico.

En realidad el objetivo de Pen¨¦lope es la b¨²squeda de vida extraterrestre as¨ª que las primeras paradas las hace en los lugares del Sistema Solar con m¨¢s posibilidades de albergarla. Pasa por ?o y Europa, dos lunas de J¨²piter, y considera poco probable que su marido, por ser macrosc¨®pico, se encuentre entre volcanes o bajo la capa de hielo de 150 km que cubre la superficie (la verdad es que tampoco llevaba un taladro). Contin¨²a viaje a Tit¨¢n, la luna de Saturno, y como no le gusta demasiado el olor a metano de su atm¨®sfera, decide probar suerte en Encelado, que est¨¢ en la misma salida de la autopista, la de Saturno, donde pasa unos d¨ªas agradables disfrutando de unos ba?os hidrotermales. Antes de proseguir camino recoge muestras in situ que ser¨¢n analizadas en busca de indicios de vida, pero esos planes se los deja a las pr¨®ximas misiones de la ESA (Agencia Espacial Europea) y la NASA.

No hay muchas m¨¢s opciones que intentar captar esa luz tenue para discernir si las condiciones en un exoplaneta son potencialmente aptas para la vida

Ya que tiene el cohete hecho y pagado, Pen¨¦lope decide irse m¨¢s lejos. ?Pero a d¨®nde?, ?qu¨¦ lugar podr¨ªa albergar vida seg¨²n los conocimientos transferidos de una Tierra pospand¨¦mica y recalentada? No tiene claro a cu¨¢l de los 4.786 planetas confirmados (a fecha del 19 de julio del 2021) poner rumbo, sobre todo porque todos salvo uno, Pr¨®xima b, est¨¢n muy lejos, incluso para un personaje de ficci¨®n que se mueve a la velocidad de la luz. As¨ª que decide, con buen criterio, que ya que las distancias son tan grandes el mejor indicio de lo que hay debajo lo puede dar la composici¨®n de la atm¨®sfera del planeta. En realidad, no hay muchas m¨¢s opciones que intentar captar esa luz tenue para discernir si las condiciones en un exoplaneta son potencialmente aptas para la vida.

Estudia y encuentra que, hasta la fecha, el m¨¦todo m¨¢s eficaz para detectar atm¨®sferas de exoplanetas es esperar, desde nuestro lugar de visi¨®n en la Tierra o con los telescopios que hemos puesto en ¨®rbita, a que el exoplaneta pase delante de su estrella anfitriona. Entonces, cuando una peque?a fracci¨®n de la luz estelar pasa a trav¨¦s de la atm¨®sfera del planeta, se pueden detectar las mol¨¦culas o ¨¢tomos que absorben la luz en algunas longitudes de onda, igual que en la atm¨®sfera de la Tierra filtra la luz del Sol. As¨ª se detect¨® la primera atm¨®sfera en un exoplaneta, HD 209458b, el elemento encargado de absorber la luz en este caso fue el sodio y el instrumento con el que se hizo la detecci¨®n fue el incombustible y solo hace dos d¨ªas tra¨ªdo del Hades Telescopio Espacial Hubble. La t¨¦cnica es un poco m¨¢s complicada que lo que da para describir en un post, pero de esta manera se han medido atm¨®sferas de exoplanetas que contienen agua, tambi¨¦n metano, mon¨®xido y di¨®xido de carbono y helio. Para que esta t¨¦cnica se pueda utilizar hacen falta planetas en tr¨¢nsito (que visto por nosotros pasen delante de la estrella) y planetas como J¨²piter, Neptuno y supertierras en ¨®rbitas tan peque?as que el a?o en esos mundos dura tan solo unos d¨ªas, 4 o 5 (en lugar de los 365 en la Tierra). La fracci¨®n de luz estelar que atraviesa la atm¨®sfera de un exoplaneta en tr¨¢nsito es muy peque?a, lo que limita tanto los telescopios y los instrumentos que se pueden utilizar como el sistema planetario que se puede observar. Aunque algo podr¨¢ hacer JWST o ELT con planetas terrestres cercanos, planetas como la Tierra no se pueden observar directamente con la tecnolog¨ªa actual. Por ese motivo y hasta ahora, la luz de atm¨®sferas solo se ha podido detectar en unas pocas docenas de planetas grandes, de los miles conocidos. Algo que cambiar¨¢ muy pronto con el lanzamiento de ARIEL, una misi¨®n de la ESA que medir¨¢ las atm¨®sferas de cientos de planetas en tr¨¢nsito, la mayor¨ªa gigantes gaseosos calientes y templados que orbitan cerca de su estrella.

Hasta la fecha, el m¨¦todo m¨¢s eficaz para detectar atm¨®sferas de exoplanetas es esperar, desde nuestro lugar de visi¨®n en la Tierra o con los telescopios que hemos puesto en ¨®rbita, a que el exoplaneta pase delante de su estrella anfitriona

Si Pen¨¦lope se hubiese alejado a solo 32 a?os luz de la Tierra (poco m¨¢s de lo que tard¨® en regresar su marido), incluso dotada en su nave espacial con el telescopio m¨¢s sensible existente en la actualidad, no podr¨ªa haber identificado la Tierra como planeta habitable. A pesar de que la Tierra a esa distancia es m¨¢s brillante que las galaxias m¨¢s d¨¦biles que ha medido el telescopio Hubble, el Sol emite 10 millones de veces m¨¢s luz que la Tierra en el rango en el que el JWST ser¨¢ sensible, se encontrar¨ªa como los conejos en la carretera cegados por los faros de los coches. Para poder regresar necesitar¨ªa el Roman Space Telescope, HabEx o LIFE, proyectos a los que le queda ser realidad, pero con los que se podr¨ªan medir la luz directa de atm¨®sferas de planetas peque?os cercanos en ¨®rbitas similares a la de la Tierra alrededor del Sol.

Eva Villaver es investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas y del Instituto Nacional de T¨¦cnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA).

Vac¨ªo C¨®smico es una secci¨®n en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista cient¨ªfico sino tambi¨¦n filos¨®fico, social y econ¨®mico. El nombre ¡°vac¨ªo c¨®smico¡± hace referencia al hecho de que el universo es y est¨¢, en su mayor parte, vac¨ªo, con menos de 1 ¨¢tomo por metro c¨²bico, a pesar de que en nuestro entorno, parad¨®jicamente, hay quintillones de ¨¢tomos por metro c¨²bico, lo que invita a una reflexi¨®n sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La secci¨®n la integran Pablo G. P¨¦rez Gonz¨¢lez, investigador del Centro de Astrobiolog¨ªa; Patricia S¨¢nchez Bl¨¢zquez, profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM); y Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa.

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