Los científicos están buscando una vida remota a la luz de la luna

Los científicos están buscando una vida remota a la luz de la luna

Galileo cerca del satélite de Júpiter Io. El vehículo llegó al planeta el 7 de diciembre de 1995 y aterrizó el 21 de septiembre de 2003. La imagen muestra que la antena está completamente desplegada, aunque, de hecho, nunca sucedió.

El 8 de diciembre de 1990, la nave espacial Galileo se lanzó desde la Tierra a Júpiter. Se distanció a sí mismo por 960 km, conservando sus instrumentos en integridad y mantuvo un contacto constante. Recolectó datos, incluido nuestro planeta.

Pero, ¿qué podía atrapar desde una distancia tan grande? ¿Era visible la vida, la vegetación, los signos de la mente? Estas preguntas fueron planteadas en 1993 por Karl Sagan. Los resultados mostraron que el dispositivo registró una gran cantidad de información que confirma la vida en nuestro planeta. Entonces, cualquier otra forma, si pasa a una distancia suficiente, notará lo mismo.

Había mucha información: grandes cantidades de agua superficial, oxígeno, metano, ozono, señales de radio, etc. Pero Sagan se centró en el poderoso reflejo del color del infrarrojo cercano en el espectro terrestre. El "borde rojo" indica la presencia de un "pigmento receptor de luz en el sistema fotosintético". En otras palabras, recibimos una firma de vegetación. Es decir, las sondas como Galileo deberían encontrar fácilmente todos estos signos en otros objetos, si lo son, por supuesto.

Pero aquí se trataba de kilómetros, y planeamos explorar objetos que están distantes durante años luz. ¿Sería posible notar el borde rojo en tales condiciones? Los científicos están interesados ​​en responder a esta pregunta.

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Pilar Montañés-Rodríguez del Observatorio Solar "Big Bear"

Cuando está buscando planetas con signos de vida, es importante entender qué buscar. Pilar Montañés-Rodríguez se centra en la presencia de gases atmosféricos. Es necesario identificar combinaciones como oxígeno y metano, oxígeno y agua, ozono y dióxido de carbono. Pero esto solo indica la presencia de formas microbianas que existieron en nuestro planeta durante miles de millones de años antes de la aparición de organismos multicelulares. Encontrar algo más complejo (plantas) es mucho más difícil. Para ello y necesidad de confiar en el borde rojo. ¿Pero es posible revelarlo?

A la luz de la luna

El investigador que estudia las firmas espectrales de los planetas no tiene una gran selección de objetos. Sagan, Palle y Montanes-Rodriguez se centraron en el planeta más estudiado: la Tierra. Parece que con una historia tan rica la tarea debería ser simple. Después de todo, si Galileo hizo esto desde una gran distancia, entonces los satélites orbitales pueden proporcionarnos información, al menos todos los días. A la derecha No, no van a hacer eso.

La conclusión es que el estudio de los exoplanetas es diferente de la revisión de objetos cercanos. El dispositivo, que vuela a una distancia de 1000 km, puede, literalmente, observar las características geográficas e indicar un poderoso borde rojo en lugares con vegetación (como los bosques del Amazonas). Pero sobre los océanos o desiertos el borde no se mostró. Lo mismo se aplica a los satélites en órbita, fijados en diferentes regiones.

Cuando se trata de exoplanetas, la distancia complica las cosas. No solo podemos entender dónde están ubicadas las áreas con océanos, desiertos y vegetación, sino también averiguar si existen. Solo tenemos un espectro común en nuestras manos, por lo que el borde rojo no se concentrará en los puntos, sino que se diluirá. O tal vez no se manifiesta en absoluto?

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Luces de la Tierra

Si los satélites y las naves espaciales no pueden medir el espectro terrestre integrado, ¿cómo se puede obtener? De la luz terrenal. Sabes que la luna cambia de aspecto. La parte brillante está iluminada por el sol, y la oscuridad está en la sombra. Pero todavía no desaparece por completo, sino que emite un brillo tenue reflejado desde la Tierra. Este es el resplandor terrestre. Si la observación directa rastrea la luz reflejada desde áreas específicas, entonces el globo entero muestra la amalgama de luz de la mitad de la superficie terrestre. Como tomamos un espectro como base, el brillo de la tierra es una representación ideal de cómo un observador distante verá nuestro planeta.

La caza del borde rojo

Los científicos no esperaban un avance o algunos resultados vertiginosos. Utilizaron el telescopio de 60 pulgadas del Observatorio Palomar y un espectrómetro de alta precisión para registrar el espectro del resplandor de la Tierra en la noche del 19 de noviembre de 2003. En ese momento, no notaron un aumento significativo en la señal, lo que explica el fallo de la capa de nubes. El hecho es que las nubes tienen las propiedades para reflejar y bloquear las señales de las áreas verdes.

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Regiones terrestres que muestran auroras en diferentes momentos 19 de noviembre de 2003

Para confirmar la corazonada, Palle y Montanes-Rodriguez decidieron comparar los datos con la cobertura real de la nube y la cobertura verde. Esto ayudó a crear un modelo de computadora que combina la luz reflejada de diferentes regiones. Ella predijo con precisión el espectro de la superficie de la tierra.

Esto demostró que pueden demostrar un espectro cualquier noche si hay información sobre la cobertura de nubes. Habiendo recibido una herramienta tan poderosa, los científicos podrían considerar el problema desde el otro lado. El borde rojo era apenas perceptible, pero esto no significa que el método para buscar vegetación fuera inútil. Tal vez hay condiciones bajo las cuales la señal se nota mejor?

Lo primero que viene a la mente es rastrear en la noche cuando el cielo está despejado. Pero aquí nos encontraremos con un error. Las nubes siempre cubren alrededor del 60% de la superficie. Es decir, sus nubes siempre serán las mismas. ¿Cuál debería ser el día perfecto para buscar?

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Tres días de luz terrenal. Aquí están los porcentajes de luces terrestres para áreas del planeta que están nubladas y cubiertas de vegetación, tomadas en tres días diferentes. La línea azul (19 de noviembre de 2003): el 40% de la superficie fue responsable de la creación del brillo, negro y rojo (19 de diciembre de 2002 y 7 de diciembre de 2003); solo hubo un pequeño intervalo. Tres picos (de izquierda a derecha): Asia, África y Sudamérica. Para determinar con precisión, los científicos decidieron modelar el espectro de la Tierra todos los días durante 2003. Resultó que el 19 de diciembre de 2002 y el 7 de diciembre de 2003 mostraron una fuerte fluctuación del borde rojo durante el día. La señal apareció y desapareció tres veces. Los investigadores registraron el tiempo y se dieron cuenta de que las carreras de caballos aparecían cuando las regiones que más contribuían al proceso incluían áreas ricas en vegetación. El instrumento parecía volverse loco, tratando de indicar la presencia de formas de vida.

¿Por qué, entonces, fue débil la señal en la primera noche? Aquí debemos tener en cuenta que el tamaño del área involucrada en el proceso puede cambiar dramáticamente. Cuando observamos la Luna, vemos sus cambios (iluminación por el Sol). Si estuvieras siguiendo la Tierra desde un satélite, habrías notado el mismo efecto. Por supuesto, solo las áreas brillantes ayudan a crear luminosidad. Pueden ser increíblemente estrechos y débiles, o pueden cubrir la mitad del planeta cuando está encendido. Resulta que hubo momentos en que nuestro planeta estaba "lleno" de vida, y hubo días de completo silencio.

No olvidemos que la exposición a la luz puede caer en zonas con océanos, tierra o densamente cubiertas por nubes, por lo que el efecto no siempre es notable y radicalmente diferente. Resulta que el borde rojo es simplemente absorbido por estos factores.

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El espectro del resplandor de la Tierra y el borde rojo La línea negra representa el espectro el 19 de noviembre de 2006. Verde: simulación por computadora del espectro el mismo día (está claro que convergen). Rojo - modelo de albedo espectral el 7 de diciembre de 2003. El borde rojo está indicado por la pendiente de la línea.

Los investigadores encontraron una pista, a saber, una brecha delgada. Nuestro planeta gira, por lo que si se observa un gran porcentaje de la luz sobre América, reflejada a la luna, se notará sobre el continente y no sobre el océano. Es decir, las áreas de vegetación con una señal de borde rojo deben ubicarse fácilmente y no se superpondrán con la luz del desierto. Lo mismo ocurre con las nubes. Las áreas nubosas todavía contribuyen con cierta cantidad de luz. Pero, si el componente está representado por una brecha estrecha, todo cambia. Esta brecha se cubrirá ocasionalmente con nubes, pero luego caerá en un territorio sin "interferencias" y recogerá vegetación.

Es decir, estamos enviando un haz de exploración a la Tierra en rotación. Pasará a través de todos los lugares verdes, y recibiremos señales del borde rojo en ciertos momentos. Pero en la tierra océanos y desiertos, él estará en silencio. Esto se demuestra con las fechas de contacto con Asia, África y Sudamérica.

Pero nuestro planeta no es el mejor ejemplo para la investigación. Después de todo, la mayoría de las veces estamos cubiertos de agua, por lo que puede usar solo una franja estrecha para la búsqueda y esperar el área que cumpla con los requisitos.

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Secciones del resplandor de la Tierra (19 de noviembre y 7 de diciembre). El 19 de noviembre (izquierda), la mayor parte del disco de la Tierra brilló tras la observación y aportó su parte de luz, pero el 7 de diciembre (derecha) solo se encendió la brecha. En el primer caso, solo el 15% del territorio está cubierto de vegetación, y en el segundo, el 48%.

A otros planetas

¿Cómo ayuda esto en la búsqueda en otros planetas? Bueno, desde el principio parece que nada. En nuestro caso, procedemos de las características de la Tierra, la posición de la Luna y el Sol. Las futuras misiones deberán buscar la reflexión de un planeta en particular, no un satélite hipotético. Este será un proceso muy complicado, especialmente porque nuestro mundo es un caso único, ya que es imposible recibir el reflejo de la luz de un satélite en otros objetos.

Pero Montanes-Rodriguez no está de acuerdo con esto. Los exoplanetas tienen fases que se parecen a lo que vemos cuando miramos la luna. Cuando el planeta se mueve hacia el lado opuesto de la estrella, parece completo. También gira, por lo que alcanza el punto donde se encuentra más cerca de nosotros. Pero ella puede esconderse detrás de una estrella, desmantelando solo la franja de luz. Con la elección correcta del día, puedes escanear el planeta y encontrar el borde rojo.

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La luna y los exoplanetas Vemos que la luna cambia de forma dependiendo de las fases. Esto se puede aplicar a otros planetas. Es necesario buscar el borde rojo cuando es "nuevo" y solo vemos una franja estrecha.

Como siempre, los científicos nos ofrecen buenas y malas noticias. Vamos a empezar con lo negativo. Para encontrar el borde rojo en un planeta distante, necesitas mirarlo a lo largo de una línea cercana al plano de su trayectoria orbital. Si es rechazado, entonces simplemente no veremos la "fase". Pero incluso en condiciones ideales, notamos la ventaja en el momento de la debilidad del planeta. Esto sucede cuando se encuentra cerca de la estrella. Pero esto causa dificultades, ya que es necesario aislar la luz de la propia estrella. Por lo tanto, necesitará un equipo 10 veces más sensible que el moderno.

Pero, hay buenas noticias. El borde rojo se puede encontrar si conocemos la ubicación exacta. Ahora no tenemos herramientas, pero en el futuro este método será útil. Y luego nos daremos cuenta de que no solo en el Universo y en otro lugar hay vegetación, agua y posiblemente formas de vida racionales.

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