En los últimos años, el número de planetas extrasolares confirmados ha aumentado exponencialmente. A partir de la redacción del artículo, se han confirmado un total de 3.777 exoplanetas en 2.817 sistemas estelares, con 2.737 candidatos adicionales en espera de confirmación. Lo que es más, el número de planetas terrestres (es decir, rocosos) ha aumentado constantemente, aumentando la probabilidad de que los astrónomos encuentren evidencia de vida más allá de nuestro Sistema Solar.
Desafortunadamente, la tecnología aún no existe para explorar estos planetas directamente. Como resultado, los científicos se ven obligados a buscar lo que se conoce como "biofirmas", un químico o elemento que está asociado con la existencia de vidas pasadas o presentes. Según un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de investigadores, una forma de buscar estas firmas sería examinar el material expulsado de la superficie de los exoplanetas durante un evento de impacto.
El estudio, titulado "Búsqueda de firmas biológicas en eyección de impacto exoplanetario", fue publicado en la revista científica Astrobiología y apareció recientemente en línea. Fue dirigido por Gianni Cataldi, investigador del Centro de Astrobiología de la Universidad de Estocolmo. Se le unieron científicos del LESIA-Observatoire de Paris, el Southwest Research Institute (SwRI), el Royal Institute of Technology (KTH) y el European Space Research and Technology Center (ESA / ESTEC).
Como indican en su estudio, la mayoría de los esfuerzos para caracterizar las biosferas de exoplanetas se han centrado en las atmósferas de los planetas. Esto consiste en buscar evidencia de gases asociados con la vida aquí en la Tierra, p. Ej. dióxido de carbono, nitrógeno, etc., así como agua. Como Cataldi le dijo a Space Magazine por correo electrónico:
“Sabemos por la Tierra que la vida puede tener un fuerte impacto en la composición de la atmósfera. Por ejemplo, todo el oxígeno en nuestra atmósfera es de origen biológico. Además, el oxígeno y el metano están fuertemente fuera del equilibrio químico debido a la presencia de vida. Actualmente, aún no es posible estudiar la composición atmosférica de exoplanetas similares a la Tierra, sin embargo, se espera que tal medición sea posible en el futuro previsible. Por lo tanto, las biofirmas atmosféricas son la forma más prometedora de buscar vida extraterrestre ".
Sin embargo, Cataldi y sus colegas consideraron la posibilidad de caracterizar la habitabilidad de un planeta buscando señales de impactos y examinando la eyección. Uno de los beneficios de este enfoque es que la eyección escapa con mayor facilidad de los cuerpos de gravedad inferior, como los planetas rocosos y las lunas. Las atmósferas de estos tipos de cuerpos también son muy difíciles de caracterizar, por lo que este método permitiría caracterizaciones que de otro modo no serían posibles.
Y como indicó Cataldi, también sería complementario al enfoque atmosférico de varias maneras:
“Primero, cuanto más pequeño es el exoplaneta, más difícil es estudiar su atmósfera. Por el contrario, los exoplanetas más pequeños producen grandes cantidades de eyección de escape porque su gravedad superficial es menor, lo que hace que la eyección de exoplanetas más pequeños sea más fácil de detectar. En segundo lugar, cuando pensamos en firmas biológicas en eyección de impacto, pensamos principalmente en ciertos minerales. Esto se debe a que la vida puede influir en la mineralogía de un planeta ya sea indirectamente (por ejemplo, cambiando la composición de la atmósfera y permitiendo que se formen nuevos minerales) o directamente (produciendo minerales, por ejemplo, esqueletos). La eyección de impacto nos permitiría estudiar un tipo diferente de biofirma, complementaria a las firmas atmosféricas ”.
Otro beneficio de este método es el hecho de que aprovecha los estudios existentes que han examinado los impactos de las colisiones entre objetos astronómicos. Por ejemplo, se han realizado múltiples estudios que han intentado imponer restricciones al impacto gigante que se cree que formó el sistema Tierra-Luna hace 4.500 millones de años (también conocido como la hipótesis del Impacto gigante).
Si bien se cree que tales colisiones gigantes han sido comunes durante la etapa final de la formación del planeta terrestre (que dura aproximadamente 100 millones de años), el equipo se centró en los impactos de los cuerpos asteroides o cometarios, que se cree que ocurren durante toda la vida de un exoplanetario. sistema. Basándose en estos estudios, Cataldi y sus colegas pudieron crear modelos para la eyección de exoplanetas.
Como explicó Cataldi, utilizaron los resultados de la literatura de impacto de cráteres para estimar la cantidad de eyección creada. Para estimar la intensidad de la señal de los discos de polvo circunestelar creados por la eyección, utilizaron los resultados de la literatura sobre el disco de escombros (es decir, análogos extrasolares del cinturón principal de asteroides del sistema solar). Al final, los resultados resultaron bastante interesantes:
“Descubrimos que el impacto de un cuerpo de 20 km de diámetro produce suficiente polvo para ser detectable con los telescopios actuales (en comparación, el tamaño del impactador que mató a los dinosaurios hace 65 millones de años es de alrededor de 10 km). Sin embargo, estudiar la composición del polvo expulsado (por ejemplo, la búsqueda de firmas biológicas) no está al alcance de los telescopios actuales. En otras palabras, con los telescopios actuales, podríamos confirmar la presencia de polvo expulsado, pero no estudiar su composición ”.
En resumen, el estudio del material expulsado de los exoplanetas está a nuestro alcance y la capacidad de estudiar su composición algún día permitirá a los astrónomos poder caracterizar la geología de un exoplaneta y, por lo tanto, imponer restricciones más precisas sobre su potencial habitabilidad. En la actualidad, los astrónomos se ven obligados a hacer conjeturas educadas sobre la composición de un planeta en función de su tamaño y masa aparente.
Desafortunadamente, actualmente no es posible un estudio más detallado que pueda determinar la presencia de biofirmas en la eyección, y será muy difícil incluso para telescopios de próxima generación como el Telescopio espacial James Webb (JWSB) o Darwin. Mientras tanto, el estudio de la eyección de exoplanetas presenta algunas posibilidades muy interesantes cuando se trata de estudios y caracterización de exoplanetas. Como lo indicó Cataldi:
“Al estudiar la eyección de un evento de impacto, podríamos aprender algo sobre la geología y la habitabilidad del exoplaneta y potencialmente detectar una biosfera. El método es la única forma en que sé acceder al subsuelo de un exoplaneta. En este sentido, el impacto puede verse como un experimento de perforación proporcionado por la naturaleza. Nuestro estudio muestra que el polvo producido en un evento de impacto es en principio detectable, y que los futuros telescopios podrían restringir la composición del polvo y, por lo tanto, la composición del planeta ".
En las próximas décadas, los astrónomos estudiarán planetas extrasolares con instrumentos de mayor sensibilidad y potencia con la esperanza de encontrar indicios de vida. Con el tiempo, la búsqueda de firmas biológicas en los escombros alrededor de los exoplanetas creados por impactos de asteroides podría realizarse en conjunto con los buscadores de firmas biológicas atmosféricas.
Con estos dos métodos combinados, los científicos podrán decir con mayor certeza que los planetas distantes no solo son capaces de soportar la vida, ¡sino que lo están haciendo activamente!
