Tras visitar el cometa Tempel 1, la sonda Deep Impact se metamorfoseó en la misión EPOXI hace ya algún tiempo. Esta misión incluye el sobrevuelo del cometa 103P/Hartley 2 el año que viene y el proyecto EPOCh (Extrasolar Planet Observations and Characterization). EPOCh convierte en ventaja un defecto de la cámara principal de la sonda. Este defecto se traduce en unas imágenes menos nítidas de lo esperado, lo que hacen de la cámara HRI (High Resolution Imager), acoplada a un telescopio de 30 cm, un instrumento ideal para detectar planetas extrasolares mediante el método del tránsito. Deep Impact llevó a cabo la misión EPOCh entre enero y agosto de 2008. Además, la sonda observó la Tierra a una distancia de entre 27 y 53 millones de kilómetros. El objetivo de estas observaciones era utilizar nuestro planeta como banco de pruebas para simular qué aspecto tendría un planeta extrasolar de tipo terrestre visto desde una distancia enorme. Estas observaciones resultan muy importantes de cara a las futuras misiones TPF (Terrestrial Planet Finder) o Darwin, cuyo objetivo es ver planetas similares a la Tierra.
El problema es que un exoplaneta visto por misiones similares a TPF apenas ocupará un pixel en la imagen, ¿cómo podremos saber si es un mundo similar a la Tierra? La respuesta obvia es mediante el empleo de espectroscopía, con la que sabremos si estos planetas tienen una atmósfera con oxígeno, ozono o agua, compuestos fundamentales para la vida en nuestro mundo. Sin embargo, parece difícil averiguar algo sobre las características de su superficie con sólo un pixel, ¿o no? Pues eso es precisamente lo que ha estudiado EPOCh al observar la Tierra durante un periodo de 24 horas. La conclusión: sería posible detectar océanos en un exoplaneta similar a la Tierra. Ahí es nada.
Por supuesto, no estamos hablando de fotos de otro planeta en alta resolución. Más bien, seríamos capaces de saber si un determinado exoplaneta tiene o no océanos gracias a las variaciones en su albedo (luz reflejada) y color. En definitiva, se trata de reconstruir un «mapa» del exoplaneta a partir de observaciones fotométricas limitadas, algo que ya ha hizo el telescopio espacial Spitzer con el planeta HD 80606b. La Tierra vista por EPOCh tenía este aspecto:
El mapa de la Tierra sin nubes comprimido en un sólo pixel cuyo albedo varía en función del periodo de rotación. Así se vería un mundo con océanos mediante una misión similar al TPF (NASA).
EPOCh observó la Tierra en siete longitudes de onda en el rango 300-1000 nm en los días 18 de marzo y 6 de junio de 2008 para cubrir una rotación completa de nuestro planeta. Las imágenes se tomaron a intervalos de 15 minutos. Aunque la resolución de la cámara HRI era de unos 100 km, el equipo de investigadores integró el flujo observado para simular una observación fotométrica de un exoplaneta en un sólo pixel. A continuación, los investigadores normalizaron la curva de luz restando el flujo solar medio y posteriormente estimaron y restaron la variación en el brillo del planeta debida a las nubes. Los cambios de color resultantes son de un 15%-30% en las longitudes de onda más largas y corresponden a la diferencia entre los continentes y las masas acuáticas, lo que sugiere que la fotometría en el infrarrojo cercano jugará en el futuro un papel clave a la hora de detectar océanos en otros planetas.
El resultado principal del estudio es que, efectivamente, podremos detectar masas de agua líquida y continentes a partir de observaciones fotométricas de un exoplaneta -siempre y cuando se den las condiciones adecuadas, por supuesto- gracias al color característico de los océanos y no tanto, como se creía hasta ahora, a la reflexión especular de la luz en la superficie del mar. El albedo de un mundo terrestre no cambia significativamente en el periodo de una rotación, ya que las nubes cubren nuestro planeta de forma bastante homogénea. Pero sí que cambia su color integrado a consecuencia de la diferencia entre los océanos y las masas continentales. Naturalmente, para confirmar que los cambios en el color son debidos a la presencia superficial de agua líquida sería necesario obtener un espectro del exoplaneta.
Quizás, a pocos años luz de nosotros alguien (o algo) está en estos momentos contemplando un mapa fotométrico de nuestro planeta similar al obtenido por EPOCh…
Referencias:
- Alien Maps of an Ocean-Bearing World, Cowan et al. (22 mayo 2009).