En la búsqueda de vida en mundos lejanos, los astrónomos están aprovechando una herramienta muy grande y cercana: nuestra propia luna.
Durante un eclipse lunar total el año pasado, los astrónomos entrenaron el telescopio espacial Hubble en nuestra luna, que sirvió como un espejo lunar gigante. Esta es la primera vez que un telescopio espacial captura un eclipse lunar total, y el ejercicio puede incluso ayudarnos a rastrear la vida en otras partes del universo.
A diferencia de un eclipse solar total, cuando la luna se desliza entre el sol y la Tierra, es nuestro planeta el que se pasea entre el sol y la luna durante un eclipse lunar total. A medida que la Tierra bloquea la vista que la luna tiene del sol, solo las astillas de luz pueden pasar por la atmósfera del planeta y proyectar una sombra sobre la superficie lunar.
Las observaciones del Hubble de esta exhibición de un reloj cósmico, que fueron las primeras de su tipo, se detallaron en un estudio publicado la semana pasada en The Astronomical Journal.
“Queríamos tratar a la Tierra como un exoplaneta y observar una parte del espectro de la Tierra que nunca antes se había observado de esta manera”, dice Giada Arney del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, coautora del artículo científico. De esa manera, la técnica se puede aplicar a exoplanetas reales en el futuro.
La Tierra sirve como el perfecto, y único, análogo para encontrar vida en otros planetas. Los investigadores se dieron cuenta de que la luz reflejada en la Luna se parecería a algo que están buscando actualmente: luz que fluye a través de la atmósfera de un mundo lejano mientras transita frente a su estrella anfitriona. Es una geometría similar a lo que sucede durante un eclipse lunar local, dice Arney. En otras palabras, los investigadores buscaban comprender cómo sería nuestro propio planeta si un observador extraterrestre estuviera mirando la Tierra desde años luz de distancia.
Gracias a la mirada de Hubble, los científicos pudieron analizar una sustancia química clave durante el eclipse: el ozono. Las detecciones anteriores de la capa de ozono de la Tierra siempre han sido de nuestro lado aquí en el suelo, acompañadas de distorsiones de otras partes de nuestra atmósfera. Desde su punto de vista único en el espacio, Hubble pudo eliminar esa distorsión al escanear la luz ultravioleta que rebota en la luna durante el eclipse. El ozono son tres átomos de oxígeno unidos; se produce cuando el sol golpea el oxígeno molecular, O2, con luz ultravioleta, reorganizando ese dúo de átomos en un trío, creando ozono. Una red masiva de moléculas de ozono conocida como capa de ozono sirve como escudo protector de la radiación ultravioleta del sol.
La presencia de ozono es típicamente evidencia directa de vida: las plantas exhalan oxígeno molecular en la Tierra a través de la fotosíntesis, por ejemplo, que se transforma en ozono en la atmósfera. Entonces, si viéramos ozono en la atmósfera de un exoplaneta, agrega Arney, podría sugerir que la fotosíntesis también está sucediendo allí.
“Estas nuevas observaciones del Hubble demuestran que un observatorio suficientemente poderoso podría identificar las huellas dactilares del ozono en el espectro de un planeta parecido a la Tierra distante que transita su estrella anfitriona”, dice Edward Schwieterman, profesor asistente de astrobiología en la Universidad de California. en Riverside que no participó en el estudio. “El estudio es una contribución importante al campo, ya que las observaciones anteriores del espectro de transmisión de la Tierra se han realizado principalmente en el infrarrojo cercano, donde la absorción de ozono es menos notable”.
Ya sabíamos que el ozono rodea la Tierra, por supuesto. Pero el nuevo estudio representa la detección más sólida de la molécula hasta la fecha. Hubble pudo observar la parte de luz ultravioleta del espectro, que es absorbida por nuestra atmósfera y no puede ser observada por telescopios terrestres.
La nueva observación también fue una prueba de concepto para futuras observaciones de exoplanetas. Según Arney, los nuevos datos son ahora nuestra “verdad básica”, o una especie de línea base de expectativas, y los investigadores tienen modelos que quieren probar contra esa verdad básica.
“Algún día, estaremos observando exoplanetas donde no sabemos cuál es la verdad fundamental”, dice Arney. “Con estudios como este, podemos utilizarlo para validar y mejorar los modelos que vamos a utilizar en el futuro”.
Ese algún día se acerca cada vez más a medida que los astrónomos marcan el comienzo de una nueva era de investigación de exoplanetas. Hasta la fecha, han catalogado más de 4000 exoplanetas fuera de nuestro Sistema Solar. Una nueva generación de observatorios espaciales, como el tan esperado cazador de planetas James Webb Space Telescope, que se lanzará en octubre de 2021, podría usar este método para descubrir los secretos de otros mundos similares a la Tierra.
