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Cómo enfrentar la vida en el Universo en los próximos años

Sobre las estrellas inquietas y la búsqueda de la vida. Una contribución de Christian Möstl

No es ningún secreto que los astrofísicos están considerando seriamente encontrar otra vida extraterrestre en el vecindario cósmico, es decir, planetas cerca de otras estrellas en nuestra galaxia Vía Láctea. Lo que no se quiere decir es SETI, la búsqueda de civilizaciones inteligentes. Bastaría con probar, en la atmósfera de un planeta similar a la Tierra, moléculas que no tienen otra conclusión que un proceso químico que podemos dar a la etiqueta "vida" recibe a la atmósfera en una especie de desequilibrio y, por lo tanto, para nosotros su existencia. hace reconocible. De hecho, con la próxima generación de observatorios, muchos de ellos en el espacio o con medidores terrestres extremadamente precisos, en realidad podría suceder dentro de la próxima década, para hacer tales observaciones. La caracterización de atmósferas exoplanéticas se debe principalmente a laEl telescopio espacial James Webb de la NASA y la misión de Ariel la Esa.

La ciencia ficción de ayer es la realidad de hoy. Arthur C. Clarke , un físico británico y escritor de ciencia ficción , dijo una vez lo locos que son ambos conceptos: estar solo en el universo y no estar solo. Es posible que pronto tengamos la oportunidad de descubrirlo por primera vez en la historia de la humanidad.

Misiones espaciales anteriores, que han hecho crucial la investigación de exoplanetas.
Foto: ESA

¿Dónde debemos mirar?

En nuestro sistema solar hay algunos lugares más interesantes donde la vida podría haberse desarrollado más allá de la Tierra: los océanos bajo las lunas de hielo de Júpiter y Saturno, las nubes de Venus o incluso de profundidad en el suelo de Marte, donde los fósiles de los primeros pasos de la vida se puede encontrar.

Pero la forma más prometedora de la humanidad, causando su próximo gran insulto - la Tierra no es el centro del universo, ni siquiera el sistema planetario, y realmente son descendientes de los simios - parece ser muy claro: encontrar un planeta que el parámetro similar a la la tierra tiene, tiene una atmósfera y cuya órbita está inclinada de manera que siempre un poco oscurecida su propio sol para nosotros, y deducir de ella que hay algo vivo.

Planetas rocosos como la Tierra podrían tener innumerables números en el universo.
Foto: NASA / JPL-Caltech / R. Daño (SSC-Caltech)

firmas atmosféricas

La luz es nuestro mejor amigo en el universo para caracterizar la naturaleza de las estrellas, los planetas y las galaxias. La luz generada en la estrella por fusión y emitida desde su superficie, viajando a través de la atmósfera de un exoplaneta y finalmente aterrizando en uno de nuestros detectores después de un largo viaje, recuerda su atmósfera. Todo lo que tenemos que hacer es dividir la luz en sus longitudes de onda para detectar la huella digital de la atmósfera en su espectro.

Pero aquellos que ahora creen que ya sabemos qué es exactamente lo que debemos buscar en estos espectros y qué circunstancias nos dan la mejor oportunidad de éxito, deben estar decepcionados. Sin embargo, todos son bienvenidos a seguir este viaje, que está ampliando constantemente nuestro conocimiento sobre él.

NASA Goddard

Explosiones estelares

Se deben cumplir las siguientes condiciones: la temperatura en el planeta debe estar ligeramente por encima del punto de congelación y por debajo del punto de ebullición del agua, es decir, el planeta está en la zona templada y la densidad de la atmósfera debe ser aproximadamente comparable a la de la Tierra. Curiosamente, las interacciones estelar-planetarias entran en juego aquí: las estrellas no solo emiten una gran cantidad de energía de radiación, sino que también expulsan nubes de plasma, rayos X y partículas de alta energía.

El sistema alrededor de la estrella TRAPPIST-1 tiene siete planetas rocosos, pero es solo un poco más grande que Júpiter con las cuatro lunas de Galilea. Debido a que la estrella emite solo el cinco por ciento de la radiación solar en comparación con el sol, los planetas d y e están en la zona de agua líquida. De hecho, ya se ha detectado agua en algunos de estos planetas. Pero la estrella también produce fuertes explosiones de radiación , lo que podría ser perjudicial para el surgimiento de la vida. Aún no sabemos si expulsa nubes de plasma porque las mediciones aún no son lo suficientemente precisas.

TRAPPIST-1 en comparación con nuestro sistema solar y las lunas de Júpiter.
Foto: NASA / JPL-Caltech

Jupiter caliente

Ya hemos notado en nuestro instituto, junto con un grupo de Rusia, que las nubes de plasma y los arrebatos de radiación cambian lentamente a las atmósferas de Hot Jupiter (lo que significa planetas muy grandes, que están muy cerca de su estrella) Llevar el espacio. Las mediciones de la nave espacial MAVEN de la NASA muestran que el mismo proceso también ha erosionado la atmósfera de Marte . Debido a su pequeño tamaño y atractivo, y probablemente debido a que no tiene su propio campo magnético, no pudo aguantar durante miles de millones de años, una atmósfera densa antes del ataque de las erupciones solares.

 
 
 
Las estrellas ayudan activamente
 

Para la determinación de la vida en planetas extrasolares rocosos, la coexistencia de los siguientes materiales es un indicador probable: el oxígeno, su ultravioleta produce subproducto ozono, así como nitrógeno, dióxido de carbono y mayores cantidades de metano. Además, la observación del vapor de agua daría como resultado que el planeta estudiado tuviera una atmósfera densa, agua y una mezcla de moléculas que difícilmente vivirían juntas en la atmósfera sin vida. Por razones físicas, sin embargo, no es posible detectar estas firmas en el rango óptico de la luz.

Un grupo de la NASA Vladimir Airapetian.ahora ha descubierto que las moléculas como el nitrógeno, en combinación con una molécula de oxígeno (NO), en la que el oxígeno vital está destinado a detectar la vida, tienen muy buenas características infrarrojas para una medición más fácil. Esta área del espectro será observada por el futuro Telescopio Espacial James Webb, ahora en broma conocido como el Telescopio Espacial Just Wait debido a su largo período de construcción. Lo extraordinario es que los brotes de radiación estelar son absorbidos por estas moléculas en la atmósfera superior, lo que hace que las moléculas de NO se calienten rápidamente en el corto plazo, lo que las hace mucho más visibles en el espectro. Este proceso fue detectado durante erupciones solares en la atmósfera terrestre.

Agencia Espacial Europea, ESA

Nubes magneticas

Pero este método no solo tiene ventajas. Aunque queremos que la estrella produzca ráfagas de radiación suficientemente fuertes para permitir que la atmósfera del planeta disperse más fácilmente su composición en el infrarrojo. Sin embargo, las erupciones no deben ser tan fuertes y deben ocurrir con tanta frecuencia que estas criaturas no hayan tenido la oportunidad de desarrollarse debido a la radiación excesiva. ¡Entonces la codiciada firma atmosférica no ocurriría! Para la Tierra, por supuesto, esta relación entre la fuerza de las erupciones solares y la densidad de la atmósfera encaja muy bien, como muchas otras cosas que nos permiten existir y pensar en ello. Por encima de todo, nuestra atmósfera nos protege como una almohadilla gruesa de casi todas las partículas y radiación del universo, así como de los brotes de radiación del sol.

Sigue siendo el papel de las estrellas expulsadas por las nubes de plasma magnetizado, que no está del todo claro si podrían ayudar en la detección de la vida y cómo. Recientemente, en un instituto, en un estudio aún no publicado, descubrimos que la magnitud de las tormentas magnéticas en la Tierra, donde se crean las luces del norte y son causadas por las nubes de plasma durante las tormentas solares, aumenta considerablemente a medida que la Tierra se acerca un poco más al Sol. sería colocado. Por lo tanto, este tipo de interacción de la estrella con el planeta también podría desempeñar un papel en la detección de la vida, si quizás esto también influya suficientemente en la química atmosférica.

Una explosión de radiación estelar transporta partes de una atmósfera planetaria al espacio.
Foto: NASA / SVS
 
 

El gran debate

Los pronósticos son una de las mejores maneras de meterse en la ciencia. Sin embargo, me atrevo a decir lo siguiente: El primer detección de vida extraterrestre se hará por medio de la firma atmosférica de exoplanetas, tal vez en diez o tomar 100 años, o si debemos ser en realidad cósmica aislado, jamás. Pero si sucede, es poco probable que esta detección sea clara. Un debate de un año de duración sobre las firmas biológicas en las atmósferas planetarias, y si realmente las hemos descubierto en la atmósfera de una segunda Tierra, podría seguir. Estas mediciones estarán al borde de lo que puede interpretarse como señal o ruido, y deberán repetirse con mayor frecuencia. Deberiamos ser pacientes Debido a que estos planetas están ubicados en la zona de agua líquida alrededor de la estrella y, por lo tanto, también les gusta la Tierra en el orden de aproximadamente un año para una circulación, y por lo tanto necesitan una nueva medición. También necesitamos saber más sobrecómo emergen las atmósferas de los planetas rocosos y cómo evolucionan a lo largo del tiempo para asegurarnos de que nuestras conclusiones sean correctas. Un descubrimiento científico tan trascendental como el que no estamos solos, no se acepta simplemente, sino que se cuestiona hasta el más mínimo detalle. Eso es ciencia!

Las agencias de viajes eventualmente ofrecerán exoplanetas como destino, pero tomará mucho tiempo. Asegúrate de prestar atención a las diferentes características de los exoplanetas similares a la Tierra en películas como Interstellar, Star Wars y Alien. Vivir en un sistema de doble estrella con una puesta de sol doble es poco probable debido a las fluctuaciones de temperatura esperadas, a pesar de que Luke Skywalker pasa su juventud en "Star Wars" en un planeta así.

Al igual que el Planet Tatooine de Luke Skywalker en Star Wars, Kepler-16b también rodea dos estrellas.
Foto: NASA / JPL

Que es la vida

Sigue siendo el problema fundamental de la definición de vida. Podemos buscarlo en base a lo que sabemos sobre la vida. Personalmente, no creo que sea una gran restricción. Después de todo, los seres vivos deben estar en intercambio con su entorno. Las leyes de la termodinámica están en todas partes en nuestra galaxia y que el carbono, el nitrógeno, el hidrógeno y el oxígeno desempeñan los papeles principales en su química, estamos muy seguros. Los otros, a los que deliberadamente no llamé extraterrestres, ET, Chewbacca o Borg para permitir más espacio para la interpretación en sus mentes, eventualmente hierven solo con hidrógeno y oxígeno. (Christian Möstl, 11.9.2018)

Christian Möstl estudió física con especialización en astrofísica en la Universidad de Graz y es director de proyectos científicos en el Instituto de Investigación Espacial de Graz (IWF) de la Academia de Ciencias de Austria (ÖAW). Ha realizado investigaciones en la Universidad de California, Berkeley y recibió el Premio de la Unión Geofísica Europea Arne Richter en 2016. Sus intereses de investigación incluyen la observación y el modelado de tormentas solares y el pronóstico en tiempo real del clima espacial. Entre otras cosas, publica pronósticos de cuándo pueden aparecer las luces del norte en su cuenta de Twitter liderada en inglés @chrisoutofspace

 

Fuente: https://mobil.derstandard.at/2000086346705/Wie-man-in-den-naechsten-Jahren-auf-ausserirdisches-Leben-stossen

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