En la búsqueda de vida en otros mundos, los astrónomos recorren los planetas que están a años luz de distancia. Necesitan formas de identificar la vida desde lejos, pero ¿qué cuenta como buena evidencia?
Nuestro propio planeta proporciona algo de inspiración. Los microbios llenan el aire con metano; las plantas fotosintéticas expulsan oxígeno. Quizás estos gases se puedan encontrar donde sea que la vida se haya apoderado.
Pero en mundos muy diferentes al nuestro, los procesos no biológicos pueden provocar signos de vida supuestos. Para conocer un signo verdadero cuando lo ve, el astrónomo Kevin France de la Universidad de Colorado, Boulder, dice que debeMire más allá del planeta mismo, hasta la estrella brillante que orbita.
Para este fin, Francia y su equipo diseñaron la misión SISTINE. Volando en un cohete que suena durante un vuelo de 15 minutos, observará estrellas lejanas para ayudar a interpretar signos de vida en los planetas que los orbitan. La misión serálanzamiento desde el White Sands Missile Range en Nuevo México en las primeras horas de la mañana del 5 de agosto de 2019.
Cuando la Tierra es un mal ejemplo
Poco después de que la Tierra se formara hace 4.600 millones de años, estaba envuelta por una atmósfera nociva. Los volcanes arrojaban metano y azufre. El aire rebosaba hasta 200 veces más dióxido de carbono que los niveles actuales.
No fue durante otros mil millones y medio años que el oxígeno molecular, que contiene dos átomos de oxígeno, entró en escena. Era un producto de desecho, desechado por bacterias antiguas a través de la fotosíntesis. Pero inició lo que se conoció como elGran evento de oxidación, que cambia permanentemente la atmósfera de la Tierra y allana el camino para formas de vida más complejas.
"No tendríamos grandes cantidades de oxígeno en nuestra atmósfera si no tuviéramos esa vida superficial", dijo France.
El oxígeno se conoce como un biomarcador: un compuesto químico asociado con la vida. Su presencia en la atmósfera de la Tierra insinúa las formas de vida que acechan debajo. Pero como han demostrado los sofisticados modelos informáticos, los biomarcadores en la Tierra no siempre son tan confiables para los exoplanetas, oplanetas que orbitan estrellas en otras partes del universo.
Francia señala a las estrellas enanas M para hacer este caso. Más pequeñas y más frías que nuestro Sol, las enanas M representan casi las tres cuartas partes de la población estelar de la Vía Láctea. Para comprender los exoplanetas que las orbitan, los científicos simularon planetas del tamaño de la Tierraenanos en círculo M. Las diferencias con la Tierra surgieron rápidamente.
las enanas M generan una luz ultravioleta intensa. Cuando esa luz golpeó el planeta simulado similar a la Tierra, arrancó el carbono del dióxido de carbono, dejando atrás el oxígeno molecular libre. La luz UV también descompuso moléculas de vapor de agua, liberando átomos de oxígeno individuales.Las atmósferas crearon oxígeno, pero sin vida.
"Llamamos a estos biomarcadores falsos positivos", dijo France. "Se puede producir oxígeno en un planeta similar a la Tierra a través de la fotoquímica sola".
Los bajos niveles de oxígeno de la Tierra sin vida fueron una especie de casualidad, gracias, en parte, a nuestra interacción con nuestro Sol. Los sistemas de exoplanetas con diferentes estrellas podrían ser diferentes ". Si pensamos que entendemos la atmósfera de un planeta pero no entendemosla estrella que orbita, probablemente vamos a equivocarnos ", dijo Francia.
Para conocer un planeta, estudiar su estrella
Francia y su equipo diseñaron SISTINE para comprender mejor las estrellas anfitrionas y sus efectos en las atmósferas de exoplanetas. Abreviatura de Espectrógrafo de imágenes suborbitales para la irradiación de la región de transición de las estrellas anfitrionas cercanas a Exoplanetas, SISTINE mide la radiación de alta energía de estas estrellas.los espectros de las estrellas, los científicos pueden distinguir mejor los biomarcadores verdaderos de los falsos positivos en sus planetas en órbita.
Para realizar estas mediciones, SISTINE usa un espectrógrafo, un instrumento que separa la luz en sus componentes.
"Los espectros son como huellas digitales", dijo Jane Rigby, astrofísica en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, que utiliza la metodología. "Así es como descubrimos de qué están hechas las cosas, tanto en nuestro planeta como a medida quemirar hacia el universo "
SISTINE mide los espectros en longitudes de onda de 100 a 160 nanómetros, un rango de luz ultravioleta lejana que, entre otras cosas, puede crear oxígeno, posiblemente generando un falso positivo. La salida de luz en este rango varía con la masa de la estrella -- lo que significa que las estrellas de diferentes masas seguramente diferirán de nuestro Sol.
SISTINE también puede medir destellos o explosiones estelares brillantes, que liberan dosis intensas de luz ultravioleta a la vez. Los destellos frecuentes pueden convertir un ambiente habitable en uno letal.
La misión SISTINE volará en un cohete de sondeo Black Brant IX. Los cohetes sonoros hacen vuelos cortos y dirigidos al espacio antes de regresar a la Tierra; el vuelo de SISTINE le da unos cinco minutos de tiempo de observación. Aunque breve, SISTINE puede ver estrellas en longitudes de onda inaccesiblesa observatorios como el telescopio espacial Hubble.
Dos lanzamientos están programados. El primero, desde White Sands en agosto, calibrará el instrumento. SISTINE volará 174 millas sobre la superficie de la Tierra para observar NGC 6826, una nube de gas que rodea una estrella enana blanca ubicada a unos 2,000 años luz de distanciaen la constelación Cygnus. NGC 6826 es brillante a la luz ultravioleta y muestra líneas espectrales nítidas, un objetivo claro para verificar su equipo.
Después de la calibración, el segundo lanzamiento seguirá en 2020 desde el Centro Espacial Arnhem en Nhulunbuy, Australia. Allí observarán los espectros UV de Alpha Centauri A y B, las dos estrellas más grandes en el sistema de tres estrellas Alpha Centauri.A 4.37 años luz de distancia, estas estrellas son nuestros vecinos estelares más cercanos y objetivos principales para las observaciones de exoplanetas el sistema es el hogar de Proxima Centauri B, el exoplaneta más cercano a la Tierra.
Prueba de nueva tecnología
Tanto las observaciones de SISTINE como la tecnología utilizada para adquirirlas están diseñadas teniendo en cuenta futuras misiones.
Uno es el telescopio espacial James Webb de la NASA, que se lanzará actualmente en 2021. El observatorio del espacio profundo verá luz visible en el infrarrojo medio, útil para detectar exoplanetas que orbitan enanos M. Las observaciones SISTINE pueden ayudar a los científicos a comprender la luz de estosestrellas en longitudes de onda que Webb no puede ver.
SISTINE también lleva novedosas placas detectoras de UV y nuevos recubrimientos ópticos en sus espejos, diseñados para ayudarlos a reflejar mejor en lugar de absorber la luz ultravioleta extrema. Volar esta tecnología en SISTINE ayuda a probarlos para los futuros telescopios espaciales UV / ópticos grandes de la NASA.
Capturando espectros estelares y tecnología avanzada para futuras misiones, SISTINE vincula lo que sabemos con lo que aún tenemos que aprender. Ahí es cuando comienza el verdadero trabajo ". Nuestro trabajo como astrónomos es juntar esos diferentes conjuntos de datos para contar unhistoria completa ", dijo Rigby.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cita esta página :