viernes, 24 de octubre de 2014

PARA DETECTAR VIDA ENTRE LAS ESTRELLAS ¿ QUE NECESITA UN TELESCOPIO DE ULTIMA GENERACIÓN ?


Es  posible  estudiar  las  atmósferas  de  los  planetas   gigantes   en  transito   como  la  luz  brilla   a  través  de  la  atmósfera   .  Crédito  de  la  imagen   :   ESA .

Casi  2.000  planetas  extrasolares  han  sido  descubiertos  hasta  la  fecha   ,  pero  sin  embargo  sabemos  muy  poco  sobre  estos  mundos  distantes  ,  muchas  veces  ,  y  con  el  uso  de   la  espectroscopia  ,  se  descubre  parte  de  su  composición   y  atmósfera   ,  pero  muy  poco  ,  no  gran  cosa  ,  si  bien  la  tecnología   actual  sobre  los  instrumentos   astronómicos   se  va  perfeccionado  ,  todavía  falta  mucho  ,  y  los  datos  por  mas  que  usemos  lo  últimos  en  detección  química  y  espectral  , no  alcanza   ,  no  nos  dice  mucho  ,  claro  ,  hay  que  entender  que  casi  siempre  estamos  a  años  luz  de  distancia    ,  pienso  que  en  el  futuro  será  `posible  tener  mas  información  sobre  estos  mundos  alienigena  .
La  atmósfera   de  esos  exoplanetas  podrían  traicionar   la  hipotética  presencia  de  vida   en  esos  mundos  ,   lo  que  ha  provocado  el  interés  de  la  NASA  en  la  adquisición  de  los  espectros  que  aparece   como  luz  de  las  estrellas   y  que  brilla  a  través  de  estas  atmósferas  planetarias  ,  un  articulo  de  Timothy  Brandt  y  David  Spiegel   ,  dos  científicos  exoplanetarios  ,  del  Instituto de  Estudio   Avanzados  de  Princeton  ,  ambos  comentan  lo  que  se  necesita   para  que  un  telescopio  de  ultima  generación  para  que  sea  capaz   de  detectar  señales   de  vida   en  las  atmósferas  de  exoplanetas  .
¿ Cual  es  la  firma  espectral  de  un  planeta  habitable  ?  ,  los  astrónomos  emplean  diferentes  métodos  para  estudiar  las  atmósferas  de  planetas  gigantes  , de  tipo gaseoso  como  Júpiter  , y  que  orbitan  cerca  de  su  estrella  madre   ,  y  uno  de  estos  métodos  consiste  en  comparar  el  espectro   de  una  estrella  cuando   el  planeta  esta   en  transito  , a  través  de  la  superficie  de  un  espectro  cuando  el  planeta  esta  fuera   de  transito  , y  mediante  la  comparación   de  los  espectros   ,  es  cuando  es  posible   ver  los  elementos   que  existe  hipotéticamente  en  la  atmósfera   del  exoplaneta  .

Esta  imagen  es  un  espectro  simulado  donde  se  muestran  diferentes  valores  de  resolución  ,  para  valores  bajos  de  resolución  ,  se  hace  mas  difícil  de  detectar  los  elementos  , el  agua  es  mas  fácil  de  detectar  que  el  oxigeno  y  el   ozono  de la  señal  es  muy  débil  . Crédito  de  la  imagen  :   Brandt  y  Spiegel  .
Métodos  como  este  todavía  no  se  pueden  utilizar  para  los  planetas  terrestres  ,  como  la  altura  de  la  atmósfera  que  envuelve  un  planeta   rocoso  es  minúsculo  en  comparación  con  lo  de  un  gigante  de  gas  ,  ahora  planetas  similares  a  la  Tierra   que  también  orbitan   sus  estrellas   a  una  distancia  mayor   ,  por  lo  que  es  mas  difícil  de  observar sus  atmósferas  .
Según  los  científicos  , para  detectar  planetas  terrestres  en  otras  estrellas  ,  hace  falta   coronógrafo  para  bloquear  la  luz  cegadora   de  la  estrella ,  mientras  que  el  Telescopio  Espacial  James  Webb  ,  que  será  lanzado  en  el  año  2018  ,  será  capaz  de  detectar  elementos  en  las  atmósferas  planetarias  , pero  todavía  se  va  a  limitar  a  planetas  mas  masivo  .
" Nuestro  trabajo  es  un  intento  de  definir  los  requisitos  para  una  mision  capaz   de  detectar   el  oxigeno  y  el  agua   ,  este  es  el  objetivo  de  la  NASA   ,  asumiendo  los  avances   tecnológicos  en  coronografia   y  óptica  adaptativa  "  , ha  comentado  Brandt  ,  pero  la  detección  de  oxigeno  y  agua   en  otro  planeta  no  significa  que  necesariamente  la  vida    este  presente  ,  mas  bien  aumenta  las  posibilidades   de  la  existencia  de  vida   allí  , no  olvidar  que  el  oxigeno  en  la   Tierra   se  produce  por  fotosíntesis  ,  pero  tampoco  hay  que  olvidar  que  el  nivel  de  oxigeno  actual  es  muy  diferente  de  hace  millones  de  años  , cuando  el  nivel  de  oxigeno  era  mas  grande  que  la  actual  .
Ahora  bien  ,  se  tiene  que  advertir  que  el  oxigeno  puede  ser  producido  abioticamente  ,  las  moléculas  de  agua    se  pueden  dividir  ademas   en un  proceso  conocido  como  fotolisis  ,  y  esto  puede  crear  abundante  oxigeno  en  una   atmósfera  planetaria   ,  incluso  cuando  no  haya  presencia  de  vida   ,  también  el  trabajo  de   Brandt  y  Spiegel  discute  los  limites  de  detección  de  la  clorofila   ,  las  clorofila  en  las  plantas  de  la  Tierra   refleja  mas   luz   en  el  infrarrojo   que  lo  hacen  en  la  luz  visible  , lo  que  causa  una  protuberancia  en  el  espectro  ,  esto  se  conoce   como  "  el  borde  rojo  de  la  clorofila  "  ,  y  se  puede   observar  en  el  espectro  de  la  Tierra  .
Esto  es  una  representación  artística  de  la  Tierra   para  mostrar  el  borde  rojo  de  la  clorofila  .  Crédito  de  la   imagen  :   John  Walker  y  Christine  Lafon  .
Por  supuesto  que  la  detección  de  clorofila  en  un  exoplaneta  seria  emocionante  ,  también  habría  cierta  controversia   que  rodea  a  tal  detección  ,  usando  el  "  borde  rojo  "   como  biofirma  se  asume  que  la  fotosíntesis  de  las  plantas  en  un  mundo  extraño   se  produce  de  la  misma  forma   exacta  como  ocurre  aqui  en  la   Tierra  .
En  realidad  ,  dichas  plantas   pueden  utilizar   otra  molécula  de  clorofila  ,  o  pueden  estar  optimizado  para  la  luz   a  una  longitud   de  onda  diferente  ,  para  detectar  la  clorofila  en  un  exoplaneta  ,  la  detección  o  el  instrumento  debería  de  ser muy  estricto  ,  muy  confiable  ,  o  sea  los  instrumentos  deben  estar  muy  bien  calibrados  .
También  se  ha  usado  otros  modelos  de  espectros  para  calcular  la  relación  de  señal  a  ruido  ,  que   seria necesario  para  detectar  los  biomarcadores   en  planetas  terrestres  de  otras  estrellas  , la  relación  señal-ruido  es  un  numero  que  especifica   como  muchos  datos  reales   existen  en  comparación  con  el  ruido  ,  el  ruido  en  este  caso  no  esta  relacionado   con  el  sonido  , sino  que  describe   la  señal  de  "  basura  "  que  aparece  en  el  espectro  .
Se  ha  calculado  la  resolución  espectral   optima  necesaria   para  encontrar  señales  de  vida   ,  pero  no  se  debe  confundir   con  la  resolución  angular   de  un  telescopio  ,   la  resolución  de  un  espectrografo   es  un  numero  que  detalla   la  capacidad  del  espectrografo   de  diferenciar  entre   colores  similares   ,  o  longitudes  de onda  ,   por  ejemplo  si  la  resolución  del  espectrografo  es  100  , esto  significa  que  la  diferencia   mas  pequeña   en  longitud  de  onda   que  puede  ser  resuelto  es  una  parte  en   100   ,  o  1  %   .
Sobre  una  imagen  mas  arriba  expuesta  ,  sobre  gráficos  , para  la  detección  de  firmas  biológicas  , muestran  que  el  agua   es  la  característica   mas  fácil  de  detectar  en  el  espectro  de  un  planeta  terrestre  ,   tiene  varias  características   que  todavía  se  pueden  ver   incluso  a  una   resolución  espectral   de  20  ,  aunque  el mínimo  ideal   es  de  40    y  una  resolución  de  200   asignaría  mucho  mas  detalles  de  la  característica   del  agua   , el  oxigeno  (  02)  necesita  una  resolución     ,  de  al  menos  150   y  una  proporción  de  señal  -ruido  dos  veces  lo  que  se  necesita   para  detectar  agua  ,  a  medida  que  la  luz  ultravioleta   de  las  estrellas  crea   el  ozono  ( 03)  un  paso  lógico   seria  también  ser  la  búsqueda  de  ozono ,  sin  embargo  esto  no  es  tan  fácil  como  parece  .
Para  el  " borde  rojo  "  de  la  clorofila   ,  una  baja  resolución   de  20  sera  suficiente  ,  el  "  borde  rojo  "  seria  mas  fácil  de  detectar  si  la  vegetación  cubre  el  30  %  del  planeta   o  si  la  cobertura  de  nubes  es muy  baja  ,  esta  investigacion  muestra  que  cualquier  futura  mision  debe  estar  diseñada   principalmente  con  la  detección  de   agua  y  oxigeno  ,  dada  la  dificultad  en  la  detección  de  la  clorofila   ,  y  la  controversia  en  el  entorno  a  tal  detección  ,  los investigadores  sugieren  que  la  clorofila  solo  se  debe  buscar  en  los  mejores  objetivos  .

http://astrobiology.nasa.gov/roadmap
http://astrobiology.nasa.gov/roadmap
http://www.astrobio.net/news-exclusive/next-generation-telescope-need-detect-life/


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