Telescopio espacial ELBST: detectando los faros de la vida

Vivimos tiempos extraordinarios. Hace solo un par de décadas la simple idea de que en el futuro seríamos capaces de analizar la composición de la atmósfera de planetas situados más allá del sistema solar parecía simple ciencia ficción. Y sin embargo aquí estamos, estudiando la atmósfera de exoplanetas gigantes y queriendo ir un paso más allá. Porque lo que realmente deseamos todos es disponer de la tecnología para buscar biomarcadores: sustancias presentes en la atmósfera de un planeta que, en conjunto, puedan probar que estamos ante un mundo habitado. Bajo la denominación biomarcador o biofirma se agrupan muchas especies químicas, como por ejemplo agua, nitrógeno u óxidos de nitrógeno. Pero los principales son el metano, el oxígeno y el ozono (este último como ‘representante’ del oxígeno).

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Interferómetro espacial FKSI para ver exotierras alrededor de estrellas cercanas (NASA).

El oxígeno en la Tierra está directamente asociado con la biosfera, aunque evidentemente la vida no es el único mecanismo capaz de explicar la presencia de este gas. Pero si encontramos un planeta con atmósfera que presente la huella espectral del oxígeno junto con la del agua y el metano, por ejemplo, sería muy difícil no sentirse realmente entusiasmado. Puede que la elección de estos biomarcadores sea demasiado ‘terracentrista’, pero al fin y al cabo la vida terrestre es la única que conocemos. Es cierto que incluso en la Tierra existen organismos que no dependen del oxígeno, pero estas formas de vida no dejan una firma evidente en la atmósfera que pueda ser detectada desde decenas o cientos de años luz (aunque se han propuesto biomarcadores asociados con neblinas orgánicas para estas formas de vida).

Pero detectar biomarcadores en las atmósferas de exoplanetas no es una tarea fácil. El método ideal es usar espectros de transmisión, es decir, analizar la luz de una estrella que también ha atravesado la atmósfera de un planeta que pasa por delante (transita). Pero este sistema requiere de muchas horas o días de observación para captar la débil señal de las sustancias presentes en la atmósfera planetaria. Y eso incluso si usamos telescopios espaciales de gran tamaño como el futuro James Webb o el propuesto LUVOIR. ¿No hay otra forma? Sí que la hay: el empleo de interferómetros espaciales.

El olvidado TPF-I de la NASA (NASA).
El olvidado TPF-I de la NASA (NASA).

Simplificando mucho, un interferómetro nos permite combinar un conjunto de telescopios más pequeños de tal forma que equivalen a uno más grande. Este concepto se estudió a principios de siglo dentro del marco de los proyectos TPF-I (Terrestrial Planet Finder Interferometer) de la NASA y Darwin de la ESA. Sin embargo se abandonó pocos años después porque se consideró que la tecnología no estaba aún lo suficientemente madura (también ayudó el hecho de que la comunidad científica se mostrase dividida entre el TPF-I el TPF-C, este último un único telescopio dotado de un coronógrafo). Otra pega de esta tecnología es que el número de sistemas estelares que puede estudiar en detalle es relativamente limitado (unas decenas) comparado con un observatorio ‘generalista’ como el James Webb. Pero cuando se propusieron estas misiones apenas se habían descubierto unos cientos de exoplanetas (!), mientras que actualmente conocemos miles, así que no será por falta de objetivos (bien es cierto que la mayoría están demasiado lejos para ser analizados por un interferómetro).

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Resolución según la longitud de onda de algunos telescopios espaciales. Destacan los interferómetros FKSI y TPF-I (NASA).

Tras el descalabro del TPF-I a finales de la pasada década se propuso una versión reducida del mismo denominada FKSI (Fourier-Kelvin Stellar Interferometer). Mientras que el TPF-I tenía un coste estimado superior al del James Webb, que ya es decir, el FKSI hubiera salido por solo menos de ochocientos millones de dólares. El FKSI era un pequeño interferómetro con dos telescopios de medio metro de diámetro separados 12,5 metros y que debía observar en las longitudes de onda del infrarrojo cercano y medio, de 3 a 10 micras (se trata de una región con abundante presencia de firmas espectrales de biomarcadores y, además, cuanto mayor es la longitud de onda, más sencilla resulta la interferometría). Una versión ligeramente más grande, con dos telescopios de uno a dos metros de diámetro separados veinte metros, hubiera podido ver —no detectar indirectamente, sino ver— planetas del tamaño de la Tierra situados en la zona habitable de las estrellas más cercanas. El FKSI hubiera usado la tecnología del James Webb para refrigerar los sensores de forma pasiva hasta los 60 Kelvin y estaría situado en el punto L2 del sistema Tierra-Sol.

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Diseño del interferómetro FKSI (NASA).

FKSI seguía siendo demasiado ambicioso para los criterios de hace diez años, pero actualmente la tecnología ha avanzado lo suficiente como para que una propuesta similar ya no sea tan descabellada. En el frente teórico disponemos de la enorme cantidad de planetas descubiertos por Kepler y, en el futuro, los que descubran TESS y PLATO. La nueva versión del FKSI, bautizada como ELBST (Exo-Life Beacon Space Telescope), podría ser aprobada por la NASA como un prototipo para la próxima década. ELBST tendría un rango espectral superior al de FKSI, de 3 a 28 micras, por lo que detectaría fácilmente la presencia de agua, dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno, hidroxilo y metano en exotierras cercanas.

ELBST tiene mucho camino por recorrer antes de que sea considerado como una propuesta seria, pero parece que casi viente años después los interferómetros espaciales han vuelto.

Referencias:

  • https://www.hou.usra.edu/meetings/V2050/pdf/8214.pdf
  • https://arxiv.org/pdf/1801.07333.pdf

40 comentarios

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benjamin benjamin

Hola Daniel existe algun proyecto teorico para las proximas 5 decadas para poder observar ciudades o megaestructuras artiificiales en exoplanetas? Que tipo de telescopio necesitariamos? Seria la prueba definitiva de inteligencia extraterrestre fuera del sistema solar.
Un interferometro un telescopio en el punto focal del sol o un sistema que tape la luz de la estrella? o tal vez una tecnologia aun mas avanzada que exista en teoria?

TheTourist TheTourist

De poder, se puede.

Podrías llenar el sistema solar de telescopios y con su poder combinado observar exo-planetas.

Parece descabellado, pero hace poco nadie se imaginaba tener miles de satélites dando vueltas a la tierra.

Antonio (AKA "Un físico") Antonio (AKA "Un físico")

Lo dije en este blog en mi cuarto comentario del 2018/01/12: atentos a los falsos positivos (a que se diga, en veinte años, que se ha detectado vida en un exoplaneta según datos espectroscópicos), porque podría ser el segundo timo más grande de la ciencia en el siglo XXI.

Pelau Pelau

Allá van la carnada, el anzuelo, el sedal y la caña 🙂

Para las próximas horas se prevé cambio climático con temperatura en ascenso, nubosidad variable, posibles precipitaciones aisladas, emisiones antropogénicas cuestionables, catecismo del IPCC, ciclos solares menguantes…

¡No salga a la calle sin su paraguas!
😉

Antonio (AKA "Un físico") Antonio (AKA "Un físico")

Este es un debate que hay que abrir: las ganas que hay en encontrar vida, ¿harán que lo que normalmente daríamos como algo muy poco fiable se anuncie a bombo y platillo como el descubrimiento definitivo?

Paco Paco

La NASA no dirá que ha descubierto vida, dirá que ha descubierto presencia de X, Y y Z mediante datos espectroscópicos.

Luego lo que publique los periódicos de mierda de la época y lo que quieran creerse 4 idiotas, es otro tema.

FERNANDO GENERALE FERNANDO GENERALE

Me párese muy importante que se comiese a desarrollar la tecnología para estas misiones pero lamentable mente párese que no hay voluntad política en desarrollar tan importantes proyetos eso si para rescatar bancos si hay dinero 🙁

Ger Ger

Nos podríamos gastar los dineros en darte clases de ortografía y no nos sangrarían los ojos al resto, es una opción. De verdad chaval, intenta escribir mejor, que hoy en día existen muchas herramientas para corregir textos. Sin acritud, un saludo

Hilario Gómez Hilario Gómez

Secundo lo que dices sobre el texto de Fernando pero… Te falta un punto al final del último párrafo, amigo Ger.
XD
Soy malote, Lo sé.

kori kori

Jajaja. Hilario… escribiste con mayúscula después de una coma. Una vez más, se confirma la lei de Skitt.

Fer Fer

…Tal como se deduce fácilmente de tu “lei” de Skitt 😉

sr.ferran sr.ferran

Permiteme disentir.
Las leyes no están para cumplirlas, estan para evitar que las incumplas.
Se que parece lo mismo, pero no lo es y el matiz es importante.
Disculpa que conteste aquí pero no se puede anidar una tercera respuesta.
Saludos

Fernando Generale Fernando Generale

Como te puedes imagínar me paso bien por el culo tu opinión sobre mi ortografía
Perdon por el lenguaje obsceno pero estos troll me tiene las góndolas por el piso 🙁

Enrique Enrique

Típica respuesta de los que destrozan el idioma, “yo escribo así y al que no le guste pues… ya sabe”. Por cierto, ¿trabajas en un astillero? lo digo por aquello de las “góndolas por el piso”.

Paco Paco

Lo obsceno es leerte.

Tu forma de escribir es una falta de respeto para los que leemos.

Aunque la solución sería que naukas tuviera un sistema de usuarios de verdad, con la opción de ignorar a otros.

JulioSpX JulioSpX

Hay que ser muy bravo para escribir desde un celular con las correcciones automaticas desactivadas.

SB SB

Ola, buscar planetas parecidos al nuestro que puedan albergar vida me parece una buena manera de empezar. En efecto, esa “metodología” terracentrista es una adecuada manera de comenzar esa búsqueda que hasta que se concrete puede llevar muchos años, entre otras cosas porque, por lo visto hasta ahora, no parece haber demasiados planetas con las características del nuestro, por ejemplo con agua en estado líquido en la superficie, al menos actualmente y en nuestro mismo sistema. Si, hemos leído que podría haber formas de biología distintas, pero es más lógico iniciar la búsqueda por lo que sabemos funciona.

Es verdad, nos ha tocado vivir en una época apasionante, “tiempos extraordinarios”, como dice Daniel. Para lo bueno y para lo malo, me permito añdir…

Noi del sucre Noi del sucre

Habria sido un buen destino para la óptica del wfirst y su gemela. Quizàs les sobre otra

Tururu Tururu

Off topic: El Falcon Heavy se lanzará el 6 de Febrero, el satélite PAZ se pistergará al 17 de Febrero.

Jose Manuel Celemin Jose Manuel Celemin

Si llevan anunciandolo tiempo
No se si van a hacer masruebas estaticas de encendido
Esperamos que no se retrase

Jx Jx

según he leído por ahí es probable que hagan otra prueba de encendido antes del lanzamiento.

Alan-Gerard Beau Roset Alan-Gerard Beau Roset

La prueba de encendido fue exitosa, los boosters han sido reutilizados, osea que han sido probados mas de 3 veces, y el lanzamiento está programado en 6 días, y el propio lanzamiento es una prueba de cohete completo. No hay ningún rumor de otro encendido estatico , asi que lo creo poco probable, antes del lanzamiento de prueba.

Saludos

Kike Kike

También se podría intentar buscar contaminación atmosférica, estaciones en órbita o nubes de satélites como una muesca en las curvas de luz o que el contraste entre el lado diurno y nocturno es demasiado bajo por culpa de luz artificial. Sería interesante saber si una prueba como la de Starfish Prime sería detectable para saber si “otros” nos han podido detectar a nosotros.

Enrique Moreno Enrique Moreno

Siempre me pareció sorprendente que no se dedicaran más recursos a los coronógrafos e interferómetros espaciales. Sus descubrimientos serían de los más importantes no sólo de la historia de la ciencia sino de la humanidad. Me parece indicativo del tipo de cosas que realmente le interesan a la raza humana…

SB SB

Falta una coma y sobran los puntos suspensivos. De momento no nos atacan los alienígenas y las guerras intestinas en nuestro planeta, entre miembros de la especie humana, no traen más que sufrimiento, despilfarro de medios, pobreza y atraso. Aunque supongo que es fácil (y tremendamente insolidario) pensar de otra manera calentito frente al teclado a sabiendas de que es poco probable que las bombas caigan en casa de uno.

Por tanto, quedaría: “Si (coma), quiero la paz”.

JulioSpX JulioSpX

Eso funciona muy bien hasta que alguien decide atacarte.

SB SB

Reptilianos?? Habitantes planeta Niburu??Los pérfidos cilones?? Cierto! Estemos preparados….

Enrique Moreno Enrique Moreno

SB, ¿Dónde vive usted? ¿Acaso no es consciente de que entre nosotros, además de buenas, hay malas personas? Por muy bucólicos que nos pongamos, hay que estar preparados para defenderse de los malvados, que los hay. No se trata de “malos entendidos” ni de “respeto a otras civilizaciones”. Hay personas que si te ven débil, se aprovechan y toman lo tuyo y esto ocurre a todos los niveles, incluido el de naciones. Al igual que al león macho instintivamente le sale matar los cachorros de otro macho para que la hembra encele y que críe los suyos, yo creo que hay humanos que nacen así. Incluso aunque no nacieran así sino que se hacen así, por el motivo que sea (tal vez accidente) tenemos que protegernos de ellos, como nos protegemos de los animales peligrosos.
Cuando hice mi comentario me refería a otro tipo de recursos. Por ejemplo al DSCOVR o a la misión del SLS a un NEO…

SB SB

Enrique, no voy a entrar en una discusión que no corresponde a este foro. Desde el respeto, contesto que tenemos visiones distintas de lo que es (o debe ser) el Ser Humano; a que debemos tender y cómo aprender de los errores del pasado para preparar nuestro futuro como especie.

Con la capacidad destructiva actual, el militarismo y el rearme sólo conducen, en el medio plazo, a nuestra autodestrucción. No somos leones o monos, somos humanos. Y no quiero ahondar más en el tema. Valga como resumen que creo en el entendimiento, el diálogo y la solidaridad. Somos todos (queramos o no) una suerte de hermanos, hijos de un planeta precioso, habitable por mucho tiempo y apacible (echemos un vistazo a los infiernos planetarios de nuestro propio entorno). Si una especie viniera de otro planeta tendría problemas para entender estas guerras (algunas feroces, casi apocalípticas) que mantenemos entre nosotros. En definitiva, y aquí me quedo, confío, quiero confiar en el Ser Humano con todos sus defectos, y en sus muchas virtudes. Creo que otro mundo es posible.

Un saludo.

TheTourist TheTourist

Solo a unos pocos nos interesa aprender sobre el universo donde vivimos, los demás están mas interesados en la muerte y en el “paraíso” al que van a llegar cuando se mueran.

fobos fobos

Unos contra otros?, como si fuera un deporte.., mas bien para luchar los buenos contra los malos hombre..!!

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