VIDA

¡Vida!


¿CÓMO SE DETECTA VIDA EN UN PLANETA?


 

Espectro electromagnético.

Estudiando la luz procedente de un exoplaneta se puede detectar la existencia de vida. Para ello pueden analizarse las huellas que dejan en los espectros las moléculas de agua, las de oxigeno atmosférico (o también del ozono) y las de clorofila.

Recientemente se ha realizado un estudio observando la luz procedente de la Tierra y reflejada en la superficie oscura de la Luna, por parte de astrónomos del Centro Smithsoniano de Astrofísica (CfA) de Harvard y del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona que ha completado otros estudios realizados desde una nave en dirección a Marte. Los hallazgos han revelado qué tipo de huella buscar cuando estén tratando de detectar vida en exoplanetas.

Actualmente se están preparando varios proyectos de investigación para detectar planetas extrasolares mediante  imaginería directa, especialmente para detectar y caracterizar exoplanetas tipo terrestre y detectar señales de vida. Para ello se hace preciso estudiar la zona infrarroja del espectro electromagnético y usar varios telescopios, separados una distancia del orden de los 50 m, para que, mediante interferometría, se puedan diferenciar los planetas de sus estrellas y a partir de su espectro determinar la composición química de sus atmósferas.

MARCADORES BIOLÓGICOS


Imagen artística de un planeta tipo terrestre en la zona habitable con la presencia de agua líquida (Lynette Cook)
 

Existe un cierto número de moléculas características de la vida en un planeta, destacando la gran abundancia de oxigeno (O2), seguido del ozono (O3), del monóxido de dinitrógeno (N2O), del metano (CH4) y del agua (H2O).

Oxígeno (O2): la existencia de abundante cantidad de oxigeno en la atmosfera de un planeta implica necesariamente su producción por parte de organismos vivos. No se conoce ningún otro tipo de mecanismo que permita la generación de grandes cantidades de oxigeno y, por tanto, es un marcador de la existencia de vida. Su molécula puede detectarse mediante espectroscopia en la zona del visible, en concreto a l = 760 nm (0,76 μm).

Ozono (O3): esta molécula es interesante por el hecho de ser un indicador de la presencia de oxigeno ya que se produce a partir del oxigeno atmosférico. Sin embargo no existe una relación lineal entre la cantidad de oxigeno y la de ozono y ello permite usarlo para determinar la presencia de pequeñas cantidades de oxigeno en la atmósfera. Puede ser detectado en la zona del espectro visible e infrarrojo (l = 9,6 mm).

Monóxido de nitrogeno (N2O): este óxido de nitrógeno es producido únicamente por seres vivos y, por ello, es un buen indicador de la existencia de vida. Sin embargo su banda de absorción en el infrarrojo ocupa la misma posición que otras bandas del agua y del metano. Por ello solo puede usarse para confirmar la no existencia de vida.

Metano (CH4): el metano también es producido por los seres vivos pero también puede existir sin la presencia de vida ya que es un gas primordial. No es posible, por esta causa, usarlo como un marcador biológico fiable. Puede detectarse en la longitud de onda l = 7,7 μm.

Agua (H2O): el agua es fundamental para la existencia de vida. El vapor de agua puede detectarse en diferentes regiones del espectro electromagnético (l = 6 - 8 μm). Si se detecta su presencia en cantidades significantes es una prueba clara de que el exoplaneta se halla en la zona habitable, y de la existencia de agua líquida en su superficie.

Clorofila: los vegetales presentan una baja reflectividad en la zona verde del espectro visible y una elevada reflectividad en la zona de color rojo (entre l = 0,72 μm y l = 1,0 μm). Esta marca roja no es producida por otras substancias y es un excelente marcador de la presencia de vegetales en la superficie de un planeta.

En el gráfico adjunto se observa que las moléculas de agua, ozono o dióxido de carbono producen una señal que puede diferenciarse de la emisión de luz propia de la estrella, especialmente en la zona del infrarrojo (IR). Las bandas espectrales IR que ofrecen más posibilidades son la de 760 nm del O2 (0,76 μm), la de 9,6 μm del O3, las situadas entre 6 y 8 μm del H2O, la de 7,7 μm del CH4 y la de 15 μm del CO2.

"Red edge", marca roja de la presencia de
 vegetales (clorofila) en la superfície de la Tierra.



Departament de física i química


Antoni Salvà i Tomàs
EXOPLANETAS