«Si Pandora existe, podríamos detectar y estudiar su atmósfera en la próxima década», dijo Lisa Kaltenegger del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica (CfA).

En el nuevo éxito de taquilla Avatar, los seres humanos visitan la habitable —y habitada— luna alienígena Pandora. Las lunas repletas de vida como Pandora o la luna-bosque de Star Wars son un elemento clásico en la ciencia ficción. Con la misión Kepler de la NASA demostrando el potencial de detectar planetas de tamaño terrestre, las lunas habitables podrían convertirse pronto en una realidad de la ciencia. Si los encontramos cerca, un nuevo documento de la astrónomo Lisa Kaltenegger nos muestra que el Telescopio Espacial James Webb (JWST) podrá estudiar sus atmósferas y detectar gases clave, como el dióxido de carbono, oxígeno y vapor de agua.

Hasta ahora, en la búsqueda de planetas se han descubierto cientos de objetos del tamaño de Júpiter en una variedad de órbitas. Los gigantes de gas, si bien son más fáciles de detectar, no servirían como hogar para la vida como la conocemos. Sin embargo, los científicos especulan que una luna rocosa orbitando alrededor un gigante gaseoso podría ser amigable para la vida, si ese planeta está en órbita dentro de la zona habitable de la estrella (de la región lo suficientemente cálida como para que exista agua líquida).

«Todos los planetas gaseosos gigantes en nuestro Sistema Solar tienen heladas lunas rocosas», dijo Kaltenegger. «Esto acrecienta la posibilidad de que los Júpiters alienígenas también tengan lunas. Algunas de éstas pueden ser del tamaño de la Tierra y capaces de retener una atmósfera.»

El telescopio Kepler busca los planetas que se cruzan por delante de sus estrellas, lo que crea un mini-eclipse y oscurece a la estrella en una pequeña cantidad, aunque detectable. Estos tránsitos duran horas y sólo requieren que se dé la alineación exacta de la estrella y el planeta sobre nuestra línea de visión. Kepler estudiará miles de estrellas para encontrar unas pocas con mundos que las transitan.

Una vez que han encontrado un Júpiter alienígena, los astrónomos pueden buscar satélites en órbita, o exolunas. La gravedad de una Luna tira del planeta y, o bien disminuye o bien aumenta su velocidad de tránsito, dependiendo de si la luna antecede o está retrasada con respecto al planeta. Las variaciones en la duración del tránsito indicarán la existencia de una luna.

Una vez que se haya encontrado una luna, la siguiente pregunta obvia sería: ¿Tiene una atmósfera? Si la tiene, los gases absorben una fracción de la luz de la estrella durante el tránsito, dejando una pequeña huella reveladora de la composición de la atmósfera.

La señal es más fuerte en los mundos grandes e hinchados con atmósfera cálida, pero se podría estudiar una luna del tamaño de la Tierra si las condiciones son las correctas. Por ejemplo, la separación de la luna y el planeta debe ser lo suficientemente grande para que podamos encontrar a la luna en tránsito cuando el planeta está a un lado de la estrella.

Kaltenegger calculó qué condiciones son las mejores para el examen de las atmósferas de las lunas alienígenas. Encontró que Alpha Centauri A, el sistema aparece en «Avatar», sería un objetivo excelente.

«Alpha Centauri A es una brillante estrella cercana muy similar a nuestro Sol, por lo que nos da una señal fuerte», explicó Kaltenegger. «Sólo se necesita un puñado de tránsitos para encontrar agua, oxígeno, dióxido de carbono y metano en una luna de tipo terrestre como Pandora».

«Si la película Avatar acertó en su visión, podríamos caracterizar a la luna con el JWST en un futuro próximo», añadió.

Mientras que Alpha Centauri A ofrece una posibilidad tentadora, las estrellas enanas rojas, pequeñas, débiles, son mejores objetivos en la búsqueda de planetas o lunas habitables. La zona habitable de una enana roja está más cerca de la estrella, lo que aumenta la probabilidad de un tránsito.

Los astrónomos han debatido sobre si el bloqueo por marea puede ser un problema en las enanas rojas. Un planeta lo suficientemente cercano como para estar en la zona habitable también estaría lo suficientemente cerca como para que la gravedad de la estrella reduzca su velocidad de giro hasta que uno de sus lados quede enfrentado siempre a la estrella. (El mismo proceso puso una cara de la Luna siempre hacia la Tierra.) Uno de los lados del planeta se «cocina» a la luz solar constante, mientras que el otro se congelaría en la oscuridad constante.

Una exoluna en la zona habitable no se enfrenta a este dilema. La luna rotará sincrónicamente con su planeta, no con la estrella, y por lo tanto tendrá ciclos regulares de día y noche, como la Tierra. Su atmósfera tendría temperaturas moderadas, y la vida vegetal tendría su fuente de energía en toda la luna.

«Las lunas alienígenas que orbitan los planetas gigantes gaseosos pueden tener más probabilidades de ser habitables que los planetas tipo Tierra que roten sincrónicamente, o súper-Tierras», dijo Kaltenegger.

«Desde luego, debemos tenerlas en cuenta al trabajar por el objetivo final de encontrar vida extraterrestre».

Con sede en Cambridge, Massachusetts, el Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica (CfA) es una colaboración conjunta entre el Observatorio Astrofísico Smithsonian y el Observatorio de la Universidad de Harvard. Los científicos de CfA, organizados en seis divisiones de investigación, estudian el origen, evolución y destino último del universo.

Fuente: CfA. Aportado por Eduardo J. Carletti