Un nuevo enfoque para detectar oxígeno en las atmósferas de los planetas más allá de nuestro sistema solar puede ayudar en la búsqueda de vida más allá de la Tierra.
El concepto artístico de un exoplaneta que contiene agua (izquierda) en comparación con un exoplaneta seco (derecha), ambos con atmósferas ricas en oxígeno. La esfera roja representa la estrella enana M alrededor de la cual orbitan los exoplanetas. (Crédito de la imagen: NASA / GSFC / Friedlander-Griswold)
Investigadores de la Universidad de California, Riverside, desarrollaron una nueva técnica que utilizará el Telescopio Espacial James Webb de la NASA (JWST), que se lanzará en 2021, para estudiar las atmósferas de los exoplanetas y buscar señales de que las moléculas de oxígeno han colisionado, según una declaración.
"Antes de nuestro trabajo, se pensaba que el oxígeno a niveles similares a los de la Tierra era indetectable con Webb", dijo en el comunicado Thomas Fauchez, científico planetario del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Maryland y autor principal del nuevo estudio. "Esta señal de oxígeno es conocida desde principios de la década de 1980 por los estudios atmosféricos de la Tierra, pero nunca se ha estudiado para la investigación de exoplanetas".
El oxígeno es vital para la vida en la Tierra y es producido por organismos que usan la fotosíntesis para convertir la luz solar en energía. Según los investigadores, encontrar oxígeno en las atmósferas de los exoplanetas puede proporcionar evidencia de que la vida también existe en esos mundos distantes. Sin embargo, el oxígeno también puede acumularse en la atmósfera de un planeta que no tiene vida en absoluto.
Al buscar las fuertes señales producidas por las moléculas de oxígeno en colisión, los científicos esperan que JWST les ayude a determinar si los procesos no vivos produjeron el oxígeno y, a su vez, les permitirá distinguir entre exoplanetas que albergan procesos vivos y aquellos que no, según el declaración.
"El oxígeno es una de las moléculas más emocionantes de detectar debido a su vínculo con la vida, pero no sabemos si la vida es la única causa de oxígeno en una atmósfera", Edward Schwieterman, coautor del estudio y astrobiólogo de UC Riverside, dijo en el comunicado. "Esta técnica nos permitirá encontrar oxígeno en planetas vivos y muertos".
Usando el telescopio espacial James Webb, los investigadores buscarán patrones de luz en la atmósfera de un exoplaneta. Cuando las moléculas de oxígeno colisionan, el evento crea una señal fuerte que impide que un telescopio vea partes del espectro de luz infrarroja.
Hay condiciones en las que las moléculas de oxígeno pueden estar presentes en la atmósfera de un exoplaneta que no alberga vida. Por ejemplo, un planeta que se encuentra cerca de su estrella anfitriona o está expuesto a mucha luz estelar tendría una atmósfera más cálida. Si hay océanos en la superficie del planeta, su atmósfera puede saturarse con vapor de agua a medida que el calor evapora los océanos, dijeron los investigadores.
La fuerte radiación ultravioleta de la estrella descompondría las moléculas de agua en la atmósfera, creando hidrógeno y oxígeno atómicos. Si bien los átomos de hidrógeno son lo suficientemente ligeros como para escapar al espacio, las moléculas de oxígeno quedarían atrás. Con el tiempo, este proceso podría causar que un exoplaneta tenga una atmósfera de oxígeno espesa.
Por lo tanto, "Es importante saber si los planetas muertos generan oxígeno atmosférico y en qué medida, para que podamos reconocer mejor cuándo un planeta está vivo o no", dijo Schwieterman en el comunicado.
Sus hallazgos fueron publicados el 6 de enero en la revista Nature Astronomy.
