Buscando, escuchando y oliendo

"Dentro de una década, encontraremos pruebas convincentes de vida más allá de la Tierra", dijo Ellen Stofan, directora científica de la agencia, en la Conferencia Mundos Habitables en el Espacio de la NASA en abril de 2015. Agregó que dentro de 20 a 30 años se recopilarán hechos irrefutables y definitorios sobre la existencia de vida extraterrestre.

“Sabemos dónde buscar y cómo buscar”, dijo Stofan. Y como vamos por el buen camino, no hay por qué dudar de que encontraremos lo que buscamos. Los representantes de la agencia no especificaron qué se entendía exactamente por un cuerpo celeste. Sus afirmaciones indican que podría ser, por ejemplo, Marte, otro objeto del sistema solar, o algún tipo de exoplaneta, aunque en este último caso es difícil suponer que se obtendrán pruebas concluyentes en tan solo una generación. Definitivamente Los descubrimientos de los últimos años y meses demuestran una cosa: el agua -y en estado líquido, que se considera condición necesaria para la formación y mantenimiento de los organismos vivos- es abundante en el sistema solar.

"Para 2040, habremos descubierto vida extraterrestre", se hizo eco Seth Szostak de la NASA, del Instituto SETI, en sus numerosas declaraciones a los medios. Sin embargo, no estamos hablando de contacto con una civilización extraterrestre: en los últimos años, nos han fascinado los nuevos descubrimientos de precisamente los requisitos previos para la existencia de la vida, como los recursos de agua líquida en los cuerpos del sistema solar, rastros de depósitos y arroyos. en Marte o la presencia de planetas similares a la Tierra en las zonas de vida de las estrellas. Así es como oímos hablar de las condiciones propicias para la vida y de las huellas, la mayoría de las veces químicas. La diferencia entre el presente y lo ocurrido hace unas décadas es que ahora las huellas, signos y condiciones de vida no son excepcionales en casi ningún lugar, ni siquiera en Venus o en las entrañas de las lejanas lunas de Saturno.

El número de herramientas y métodos utilizados para descubrir pistas tan específicas está creciendo. Estamos mejorando los métodos de observación, escucha y detección en varias longitudes de onda. Últimamente se ha hablado mucho sobre la búsqueda de rastros químicos, señales de vida incluso alrededor de estrellas muy distantes. Este es nuestro "olfateo".

Excelente marquesina china

Nuestros instrumentos son más grandes y más sensibles. En septiembre de 2016 se puso en funcionamiento el gigante. Radiotelescopio chino FASTcuya tarea será buscar señales de vida en otros planetas. Los científicos de todo el mundo depositan grandes esperanzas en su trabajo. "Será capaz de observar más rápido y más lejos que nunca antes en la historia de la exploración extraterrestre", dijo Douglas Vakoch, presidente METI Internacional, una organización dedicada a la búsqueda de formas alienígenas de inteligencia. El campo de visión FAST será el doble de grande que telescopio de arecibo en Puerto Rico, que ha estado a la vanguardia durante los últimos 53 años.

El dosel FAST (telescopio esférico con una apertura de quinientos metros) tiene un diámetro de 500 m y consta de 4450 paneles triangulares de aluminio. Ocupa una superficie comparable a treinta campos de fútbol. Para trabajar, necesita completo silencio en un radio de 5 km, por lo que se reubicaron casi 10 personas de los alrededores. gente. El radiotelescopio está ubicado en una piscina natural entre el hermoso paisaje de formaciones kársticas verdes en la provincia sureña de Guizhou.

Sin embargo, antes de que FAST pueda monitorear adecuadamente la vida extraterrestre, primero debe calibrarse correctamente. Por lo tanto, los dos primeros años de su trabajo se dedicarán principalmente a la investigación preliminar y la regulación.

Millonario y físico

Uno de los proyectos recientes más famosos para buscar vida inteligente en el espacio es un proyecto de científicos británicos y estadounidenses, apoyado por el multimillonario ruso Yuri Milner. El empresario y físico ha gastado 100 millones de dólares en una investigación que se espera dure al menos diez años. “En un día, recopilaremos tantos datos como otros programas similares han recopilado en un año”, dice Milner. El físico Stephen Hawking, que participa en el proyecto, dice que la búsqueda tiene sentido ahora que se han descubierto tantos planetas extrasolares. “Hay tantos mundos y moléculas orgánicas en el espacio que parece que allí puede existir vida”, comentó. El proyecto se llamará el estudio científico más grande hasta la fecha en busca de signos de vida inteligente más allá de la Tierra. Dirigido por un equipo de científicos de la Universidad de California, Berkeley, tendrá amplio acceso a dos de los telescopios más potentes del mundo: banco verde en Virginia Occidental y Parques de telescopios en Nueva Gales del Sur, Australia.

Podemos reconocer una civilización avanzada desde lejos por:

• la presencia de gases, especialmente contaminantes del aire, clorofluorocarbonos, dióxido de carbono, metano, amoníaco;
• luces y reflejos de luz de objetos construidos por la civilización;
• disipación de calor;
• liberaciones intensas de radiación;
• objetos misteriosos, por ejemplo, grandes estaciones y barcos en movimiento;
• la existencia de estructuras cuya formación no puede explicarse por referencia a causas naturales.

Milner presentó otra iniciativa llamada. Prometió pagar un millón de dólares. premios a quien cree un mensaje digital especial para enviar al espacio que mejor represente a la humanidad y la Tierra. Y las ideas del dúo Milner-Hawking no acaban ahí. Recientemente, los medios informaron sobre un proyecto que consiste en enviar una nanosonda guiada por láser a un sistema estelar que alcanza velocidades de... ¡una quinta parte de la velocidad de la luz!

química espacial

Nada es más reconfortante para aquellos que buscan vida en el espacio exterior que el descubrimiento de sustancias químicas "familiares" bien conocidas en los confines del espacio exterior. Incluso nubes de vapor de agua "Colgando" en el espacio exterior. Hace unos años, se descubrió una nube de este tipo alrededor del cuásar PG 0052+251. Según el conocimiento moderno, este es el depósito de agua más grande conocido en el espacio. Cálculos precisos muestran que si todo este vapor de agua se condensara, habría 140 billones de veces más agua que el agua en todos los océanos de la Tierra. La masa del "depósito de agua" que se encuentra entre las estrellas es de 100 XNUMX. veces la masa del sol. El hecho de que en algún lugar haya agua no significa que haya vida allí. Para que florezca, se deben cumplir muchas condiciones diferentes.

Recientemente, escuchamos con bastante frecuencia sobre "hallazgos" astronómicos de sustancias orgánicas en rincones remotos del espacio. En 2012, por ejemplo, los científicos descubrieron a una distancia de unos XNUMX años luz de nosotros. hidroxilaminaque se compone de átomos de nitrógeno, oxígeno e hidrógeno y, cuando se combina con otras moléculas, es teóricamente capaz de formar las estructuras de la vida en otros planetas.

Compuestos orgánicos en un disco protoplanetario que orbita la estrella MWC 480.

cianuro de metilo (SN₃CN) cianoacetileno (HC₃N) que se encontraban en el disco protoplanetario que orbitaba la estrella MWC 480, descubierto en 2015 por investigadores del Centro Estadounidense de Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA), es otra pista de que puede haber química en el espacio con posibilidades de bioquímica. ¿Por qué esta relación es un descubrimiento tan importante? Estuvieron presentes en nuestro sistema solar en el momento en que se estaba formando la vida en la Tierra, y sin ellos, nuestro mundo probablemente no tendría el aspecto que tiene hoy. La estrella MWC 480 en sí tiene el doble de la masa de nuestra estrella y está a unos 455 años luz del Sol, que no es mucho en comparación con las distancias que se encuentran en el espacio.

Recientemente, en junio de 2016, investigadores de un equipo que incluye, entre otros, a Brett McGuire del Observatorio NRAO y al profesor Brandon Carroll del Instituto de Tecnología de California notaron rastros de moléculas orgánicas complejas pertenecientes a la llamada moléculas quirales. La quiralidad se manifiesta en el hecho de que la molécula original y su reflejo especular no son idénticos y, como todos los demás objetos quirales, no se pueden combinar por traslación y rotación en el espacio. La quiralidad es característica de muchos compuestos naturales: azúcares, proteínas, etc. Hasta ahora, no hemos visto ninguno de ellos, excepto la Tierra.

Estos descubrimientos no significan que la vida se origine en el espacio. Sin embargo, sugieren que al menos algunas de las partículas necesarias para su nacimiento pueden formarse allí y luego viajar a los planetas junto con meteoritos y otros objetos.

Colores de la vida

Merecido telescopio espacial kepler contribuyó al descubrimiento de más de cien planetas terrestres y tiene miles de candidatos a exoplanetas. A partir de 2017, la NASA planea utilizar otro telescopio espacial, el sucesor de Kepler. Satélite de exploración de exoplanetas en tránsito, TESS. Su tarea será buscar planetas extrasolares en tránsito (es decir, pasando por estrellas madre). Al enviarlo a una órbita elíptica alta alrededor de la Tierra, puede escanear todo el cielo en busca de planetas que orbiten estrellas brillantes en nuestra vecindad inmediata. Es probable que la misión dure dos años, durante los cuales se explorarán alrededor de medio millón de estrellas. Gracias a esto, los científicos esperan descubrir varios cientos de planetas similares a la Tierra. Otras nuevas herramientas como, por ejemplo. Telescopio espacial James Webb (Telescopio espacial James Webb) debe seguir y profundizar en los descubrimientos ya realizados, sondear la atmósfera y buscar pistas químicas que luego podrían conducir al descubrimiento de la vida.

Proyecto Satélite de sondeo de exoplanetas en tránsito - Visualización

Sin embargo, hasta donde sabemos aproximadamente cuáles son las llamadas biofirmas de la vida (por ejemplo, la presencia de oxígeno y metano en las atmósferas), no se sabe cuáles de estas señales químicas desde una distancia de decenas y centenas de luz años finalmente deciden el asunto. Los científicos están de acuerdo en que la presencia de oxígeno y metano al mismo tiempo es un fuerte requisito previo para la vida, ya que no se conocen procesos sin vida que produzcan ambos gases al mismo tiempo. Sin embargo, resulta que tales firmas pueden ser destruidas por exosatélites, posiblemente en órbita alrededor de exoplanetas (como lo hacen alrededor de la mayoría de los planetas del sistema solar). Porque si la atmósfera de la Luna contiene metano y los planetas contienen oxígeno, entonces nuestros instrumentos (en la etapa actual de su desarrollo) pueden combinarlos en una firma de oxígeno-metano sin notar la exoluna.

¿Quizás deberíamos buscar no rastros químicos, sino color? Muchos astrobiólogos creen que las halobacterias estuvieron entre los primeros habitantes de nuestro planeta. Estos microbios absorbieron el espectro verde de radiación y lo convirtieron en energía. Por otro lado, reflejaban la radiación violeta, por lo que nuestro planeta, visto desde el espacio, tenía precisamente ese color.

Para absorber la luz verde, se utilizaron halobacterias de retina, es decir, púrpura visual, que se puede encontrar en los ojos de los vertebrados. Sin embargo, con el tiempo, las bacterias explotadoras comenzaron a dominar nuestro planeta. clorofilaque absorbe la luz violeta y refleja la luz verde. Es por eso que la tierra se ve como se ve. Los astrólogos especulan que en otros sistemas planetarios, las halobacterias pueden seguir creciendo, por lo que especulan búsqueda de vida en planetas morados.

Es probable que objetos de este color sean vistos por el mencionado telescopio James Webb, cuyo lanzamiento está programado para 2018. Estos objetos, sin embargo, se pueden observar, siempre que no estén demasiado lejos del sistema solar y que la estrella central del sistema planetario sea lo suficientemente pequeña como para no interferir con otras señales.

Otros organismos primordiales en un exoplaneta similar a la Tierra, con toda probabilidad, plantas y algas. Ya que esto significa el color característico de la superficie, tanto de la tierra como del agua, se debe buscar ciertos colores que señalen vida. Los telescopios de nueva generación deberían detectar la luz reflejada por los exoplanetas, que revelarán sus colores. Por ejemplo, en el caso de observar la Tierra desde el espacio, se puede ver una gran dosis de radiación. cerca de la radiación infrarrojaque se deriva de la clorofila en la vegetación. Tales señales, tomadas en la vecindad de una estrella rodeada de exoplanetas, indicarían que algo podría estar creciendo "allá afuera" también. Green lo sugeriría aún más fuertemente. Un planeta cubierto de líquenes primitivos estaría en la sombra bilis.

Los científicos determinan la composición de las atmósferas de los exoplanetas basándose en el tránsito antes mencionado. Este método permite estudiar la composición química de la atmósfera del planeta. La luz que atraviesa la atmósfera superior cambia su espectro: el análisis de este fenómeno proporciona información sobre los elementos presentes allí.

Investigadores del University College London y la Universidad de Nueva Gales del Sur publicaron en 2014 en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences una descripción de un método nuevo y más preciso para analizar la aparición de metano, el más simple de los gases orgánicos, cuya presencia generalmente se reconoce como un signo de vida potencial. Desafortunadamente, los modelos modernos que describen el comportamiento del metano están lejos de ser perfectos, por lo que la cantidad de metano en la atmósfera de los planetas distantes suele subestimarse. Usando supercomputadoras de última generación proporcionadas por el proyecto DiRAC () y la Universidad de Cambridge, se han modelado alrededor de 10 mil millones de líneas espectrales, que pueden asociarse con la absorción de radiación por moléculas de metano a temperaturas de hasta 1220 °C. . La lista de nuevas líneas, unas 2 veces más larga que las anteriores, permitirá un mejor estudio del contenido de metano en un rango de temperatura muy amplio.

El metano señala la posibilidad de vida, mientras que otro gas mucho más caro oxigeno - Resulta que no hay garantía de la existencia de vida. Este gas en la Tierra proviene principalmente de plantas fotosintéticas y algas. El oxígeno es uno de los principales signos de vida. Sin embargo, según los científicos, puede ser un error interpretar la presencia de oxígeno como equivalente a la presencia de organismos vivos.

Estudios recientes han identificado dos casos en los que la detección de oxígeno en la atmósfera de un planeta lejano puede dar un falso indicio de la presencia de vida. En ambos se producía oxígeno como resultado de productos no abióticos. En uno de los escenarios que analizamos, la luz ultravioleta de una estrella más pequeña que el Sol podría dañar el dióxido de carbono en la atmósfera de un exoplaneta, liberando moléculas de oxígeno. Las simulaciones por computadora han demostrado que la descomposición del CO₂ da no solo₂, pero también una gran cantidad de monóxido de carbono (CO). Si este gas se detecta con fuerza además del oxígeno en la atmósfera del exoplaneta, podría indicar una falsa alarma. Otro escenario se refiere a las estrellas de baja masa. La luz que emiten contribuye a la formación de moléculas de O de vida corta.₄. Su descubrimiento junto a O₂ también debería encender una alarma para los astrónomos.

Buscando metano y otros rastros

El principal modo de tránsito dice poco sobre el planeta en sí. Se puede utilizar para determinar su tamaño y distancia de la estrella. Un método para medir la velocidad radial puede ayudar a determinar su masa. La combinación de los dos métodos permite calcular la densidad. Pero, ¿es posible examinar el exoplaneta más de cerca? Resulta que lo es. La NASA ya sabe cómo ver mejor planetas como Kepler-7 b, para lo cual se han utilizado los telescopios Kepler y Spitzer para cartografiar las nubes atmosféricas. Resultó que este planeta es demasiado caliente para las formas de vida tal como las conocemos, con temperaturas que oscilan entre los 816 y los 982 °C. Sin embargo, el solo hecho de una descripción tan detallada del mismo es un gran paso adelante, dado que estamos hablando de un mundo que se encuentra a cien años luz de nosotros.

La óptica adaptativa, que se utiliza en astronomía para eliminar las perturbaciones provocadas por las vibraciones atmosféricas, también resultará útil. Su utilidad es controlar el telescopio con un ordenador para evitar deformaciones locales del espejo (del orden de varios micrómetros), lo que corrige errores en la imagen resultante. Si, funciona Escáner de planetas Géminis (GPI) ubicada en Chile. La herramienta se lanzó por primera vez en noviembre de 2013. GPI utiliza detectores de infrarrojos, que son lo suficientemente potentes como para detectar el espectro de luz de objetos oscuros y distantes, como los exoplanetas. Gracias a esto, será posible aprender más sobre su composición. El planeta fue elegido como uno de los primeros objetivos de observación. En este caso, el GPI funciona como un coronógrafo solar, lo que significa que oscurece el disco de una estrella distante para mostrar el brillo de un planeta cercano.

La clave para observar "señales de vida" es la luz de una estrella que orbita alrededor del planeta. Los exoplanetas, al atravesar la atmósfera, dejan un rastro específico que se puede medir desde la Tierra mediante métodos espectroscópicos, es decir, análisis de la radiación emitida, absorbida o dispersada por un objeto físico. Se puede utilizar un enfoque similar para estudiar las superficies de los exoplanetas. Sin embargo, hay una condición. Las superficies deben absorber o dispersar suficientemente la luz. Los planetas en evaporación, es decir, los planetas cuyas capas exteriores flotan en una gran nube de polvo, son buenos candidatos.

Resulta que ya podemos reconocer elementos como nubosidad del planeta. La existencia de una densa capa de nubes alrededor de los exoplanetas GJ 436b y GJ 1214b se estableció en base a un análisis espectroscópico de la luz de las estrellas madre. Ambos planetas pertenecen a la categoría de las llamadas súper-Tierras. GJ 436b se encuentra a 36 años luz de la Tierra en la constelación de Leo. GJ 1214b está en la constelación de Ofiuco, a 40 años luz de distancia.

La Agencia Espacial Europea (ESA) trabaja actualmente en un satélite cuya tarea será caracterizar y estudiar con precisión la estructura de exoplanetas ya conocidos (CHEOPS). El lanzamiento de esta misión está previsto para 2017. La NASA, por su parte, quiere enviar al espacio el ya mencionado satélite TESS en el mismo año. En febrero de 2014, la Agencia Espacial Europea aprobó la misión PLATÓN, asociado con el envío de un telescopio al espacio diseñado para buscar planetas similares a la Tierra. Según el plan actual, en 2024 debería comenzar a buscar objetos rocosos con contenido de agua. Estas observaciones también deberían ayudar en la búsqueda de la exoluna, de la misma manera que se usaron los datos de Kepler.

La ESA europea desarrolló el programa hace varios años. Darwin. La NASA tenía un "rastreador planetario" similar. TPF (). El objetivo de ambos proyectos era estudiar la presencia de gases en la atmósfera en planetas del tamaño de la Tierra que indican condiciones favorables para la vida. Ambos incluían ideas audaces para una red de telescopios espaciales que colaboran en la búsqueda de exoplanetas similares a la Tierra. Hace diez años, las tecnologías aún no estaban lo suficientemente desarrolladas y los programas se cerraron, pero no todo fue en vano. Enriquecidos por la experiencia de la NASA y la ESA, actualmente trabajan juntos en el Telescopio Espacial Webb mencionado anteriormente. Gracias a su gran espejo de 6,5 metros, será posible estudiar las atmósferas de los grandes planetas. Esto permitirá a los astrónomos detectar trazas químicas de oxígeno y metano. Esta será información específica sobre las atmósferas de los exoplanetas, el próximo paso para refinar el conocimiento sobre estos mundos distantes.

Varios equipos están trabajando en la NASA para desarrollar nuevas alternativas de investigación en esta área. Uno de estos menos conocidos y aún en sus primeras etapas es el . Se tratará de cómo oscurecer la luz de una estrella con algo parecido a un paraguas, de forma que puedas observar los planetas a su alrededor. Analizando las longitudes de onda, será posible determinar los componentes de sus atmósferas. La NASA evaluará el proyecto este año o el próximo y decidirá si la misión vale la pena. Si comienza, entonces en 2022.

¿Civilizaciones en la periferia de las galaxias?

Encontrar rastros de vida significa aspiraciones más modestas que la búsqueda de civilizaciones extraterrestres enteras. Muchos investigadores, incluido Stephen Hawking, no recomiendan este último, debido a las amenazas potenciales para la humanidad. En los círculos serios, por lo general no se menciona ninguna civilización alienígena, hermanos del espacio o seres inteligentes. Sin embargo, si queremos buscar extraterrestres avanzados, algunos investigadores también tienen ideas sobre cómo aumentar las posibilidades de encontrarlos.

Por ejemplo. La astrofísica Rosanna Di Stefano de la Universidad de Harvard dice que las civilizaciones avanzadas viven en cúmulos globulares densamente poblados en las afueras de la Vía Láctea. La investigadora presentó su teoría en la reunión anual de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Kissimmee, Florida, a principios de 2016. Di Stefano justifica esta hipótesis bastante controvertida por el hecho de que en el borde de nuestra galaxia hay unos 150 cúmulos esféricos antiguos y estables que proporcionan un buen terreno para el desarrollo de cualquier civilización. Las estrellas estrechamente espaciadas pueden significar muchos sistemas planetarios estrechamente espaciados. Tantas estrellas agrupadas en bolas es un buen terreno para saltos exitosos de un lugar a otro mientras se mantiene una sociedad avanzada. La proximidad de las estrellas en los cúmulos podría ser útil para sustentar la vida, dijo Di Stefano.