Incluso si hay vida en TRAPPIST-1, probablemente no podamos detectarla

Si alguna vez encontramos vida en otros mundos, es poco probable que sea un poderoso mensaje del espacio. Ciertamente es posible que una civilización alienígena nos envíe específicamente un mensaje de radio como una escena fuera de contacto, pero el escenario más probable es que observemos algún tipo de firma biológica en la atmósfera de un exoplaneta, como oxígeno o clorofila. Pero como un estudio reciente publicado en el arXiv muestra el servidor de preimpresión, eso podría ser más difícil de lo que pensábamos.

Hay motivos para tener esperanza. Ya podemos obtener imágenes de algunos exoplanetas directamente y hemos detectado moléculas como el agua en sus atmósferas. Sin embargo, los planetas que hemos observado directamente son todos gigantes gaseosos. Todavía no podemos obtener imágenes de planetas del tamaño de la Tierra en la zona habitable de una estrella, pero hay un truco que podemos usar para estudiar sus atmósferas.

La mayoría de los planetas que hemos descubierto se encuentran mediante el método de tránsito, en el que el planeta pasa frente a una estrella, lo que hace que el brillo observado de la estrella disminuya ligeramente. Pero mientras el planeta está frente a la estrella, parte de la luz de la estrella atravesará la atmósfera del planeta antes de llegar a nosotros. Al observar el espectro de la estrella durante un tránsito planetario, podemos medir qué luz absorbe la atmósfera. A partir de las líneas de absorción, podemos determinar la composición de la atmósfera del planeta.

Es un efecto pequeño, pero ¿es lo suficientemente grande como para ser útil a los astrónomos? Esa es la pregunta que este nuevo estudio quería responder. Para los observatorios actuales, la respuesta es claramente no. Entonces, el equipo se centró en simulaciones de telescopios que se pondrán en marcha en un futuro relativamente cercano. Estos telescopios extremadamente grandes tendrán espejos de 10 metros o más, quizás tan grandes como 50 a 100 metros. Y aunque estos telescopios deberían poder detectar todo tipo de moléculas en la atmósfera de un planeta, el equipo se centró en el oxígeno. El oxígeno es inestable en una atmósfera porque reacciona muy fuertemente con otros materiales. En la Tierra, los seres vivos reponen el oxígeno atmosférico. Si detectamos oxígeno en la atmósfera de un exoplaneta, es un buen indicador de que podría haber vida allí.

La buena noticia es que estos futuros grandes telescopios podrían observar oxígeno en una atmósfera exoplanetaria. La atmósfera tendría que ser razonablemente transparente y espesa, pero es posible. La mala noticia es que a los astrónomos les costará mucho filtrar la señal del ruido. Incluso estos grandes telescopios capturarán solo unos pocos píxeles de luz de una estrella, y las observaciones atmosféricas solo pueden ocurrir mientras el planeta está en tránsito. Esto significa que para encontrar la señal dentro del ruido, los astrónomos tendrán que observar múltiples tránsitos. Posiblemente cientos de ellos.

Como ejemplo, el equipo observó un sistema planetario conocido como TRAPPIST-1. Está a unos 40 años luz de distancia y tiene 7 planetas que son aproximadamente del tamaño de la Tierra. Cuatro de ellos orbitan dentro de la zona habitable de la estrella. Dado que TRAPPIST-1 es una estrella enana roja, la zona habitable está bastante cerca de la estrella y los mundos potencialmente habitables tienen periodos orbitales de entre 4 y 12 días. Si asumimos que estos planetas tienen atmósferas similares a la de la Tierra, con mucho oxígeno libre, se necesitarían miles de tránsitos para obtener un resultado positivo. El equipo analizó un umbral de certeza de 3 sigma y descubrió que se necesitarían entre 16 y 55 años de observaciones para confirmar el oxígeno atmosférico, y eso es utilizando telescopios que aún no se han construido.