28/May/09

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Crean técnica para distinguir si un planeta remoto contiene agua líquida

La nueva técnica podría encontrar agua en planetas similares a la Tierra y que giran alrededor de soles distantes

Desde comienzos de los '90 los astrónomos han descubierto más de 300 planetas que giran alrededor de estrellas que no son nuestro Sol, casi todos gigantes gaseosos como Júpiter. Los poderosos telescopios espaciales, como el que es fundamental para la Misión Kepler recientemente lanzada por la NASA, harán más fácil descubrir muchos planetas extrasolares rocosos más pequeños, o exoplanetas, más similares a la Tierra.

Pero visto desde docenas de años-luz de distancia, un exoplaneta similar a la Tierra se verá en los telescopios poco más que un "pálido punto azul", el término acuñado por el fallecido astrónomo Carl Sagan para describir cómo se veía la Tierra en una fotografía de 1990 tomada por la nave espacial Voyager desde cerca del borde del Sistema Solar.

Usando los instrumentos a bordo de la nave espacial Deep Impact, un equipo de astrónomos y astrobiólogos ha creado una técnica para distinguir si un planeta contiene agua líquida, que a su vez podría decir si puede sustentar vida.

"El agua líquida sobre la superficie de un planeta es el patrón oro que la gente está buscando", dijo Nicolas Cowan, estudiante postgraduado en astronomía de la University of Washington y autor principal de un trabajo que explica la nueva técnica; ha sido aceptado para su publicación en la Astrophysical Journal.

Como parte de la misión de observación y caracterización de planetas extrasolares de la NASA, los científicos obtuvieron dos diferentes observaciones de 24 horas de la intensidad de la luz desde la Tierra en siete bandas de luz visible, desde las longitudes de onda más cortas casi ultravioletas hasta las longitudes de onda más largas casi infrarrojas. La Tierra aparece gris en la mayoría de las longitudes de onda por la nubosidad, pero aparece azul en longitudes de onda cortas por el mismo fenómeno atmosférico que hace ver el cielo azul a las personas sobre su superficie.

Los investigadores estudiaron las pequeñas desviaciones del color promedio causado por las características de la superficie como las nubes y los océanos giratorios, ya sea que estuvieran a la vista o no. Encontraron dos colores dominantes, uno reflexivo en longitudes de onda largas, o rojas, y otro en las longitudes de onda cortas, o azules. Interpretaron el rojo como masas de tierra y el azul como océanos.

El análisis fue realizado "como si fuéramos alienígenas que miran a la Tierra con las herramientas que podríamos tener dentro de 10 años" y que no conociéramos su composición, dijo Cowan. "Se suma el brillo en un único píxel en la cámara del telescopio, de modo que realmente es un pálido punto azul".

Ya que los colores de la Tierra cambiaron durante las observaciones de 24 horas, los científicos hicieron mapas del planeta en los colores dominantes, rojo y azul, y luego compararon sus interpretaciones con la verdadera ubicación de los continentes y océanos del planeta.

"Se puede decir que hay océanos líquidos en el planeta", dijo Cowan. "La idea es que para tener agua líquida el planeta tendría que estar en la zona habitable de su sistema, pero estar en la zona habitable no garantiza tener agua líquida".

Las observaciones del 18 de marzo y del 4 de junio de 2008 fueron hechas cuando la nave espacial estaba entre 27 y 53 millones de kilómetros de la Tierra, y mientras estaba directamente encima del ecuador. Las observaciones sobre una región polar probablemente aparecerían como blancas, dijo Cowan.

Pasarán unos años antes del lanzamiento de telescopios espaciales capaces de hacer observaciones similares de los exoplanetas similares a la Tierra, pero al crear esta técnica ahora puede guiar la construcción de esos instrumentos, dijo. Y mientras esos planetas estarán mucho más lejos, la técnica todavía será aplicable.

"Todavía obtendremos toda la información espectral, y lo más importante para nosotros es que todavía tendrá la información de modo que podamos ver cómo cambia con el tiempo el brillo de esa mota", dijo Cowan.

Los coautores son Eric Agol, Victoria Meadows y Tyler Robinson de la University of Washington, Timothy Livengood y Drake Deming del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, Carey Lisse de la Johns Hopkins University, Michael A'Hearn y Dennis Wellnitz de la University of Maryland, Sara Seager del Massachusetts Institute of Technology y David Charbonneau del Centro del Harvard-Smithsonian para Astrofísica. El trabajo fue financiado por el Concejo de investigación en Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá, la National Science Foundation y el Programa Discovery de la NASA.

Cowan señala que algunos planetas no-habitables, como Neptuno, también pueden verse azules, pero el color es constante y, en el caso de Neptuno, probablemente causado por el metano en la atmósfera.

"Se ve azul desde cada ángulo, el mismo color azul por todos lados. Si tuviéramos un planeta océano podría verse así, pero se pueden hacer otras pruebas para determinarlo", dijo. "Para la Tierra, el color azul varía de un lugar a otro, lo que indica que no es nada en la atmósfera".

Fuente: University of Washington. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard