Observando la Tierra para identificar otras «Tierras»

En las últimas tres décadas hemos pasado de especular sobre la existencia de planetas alrededor de otras estrellas a descubrir más de 4.000 exoplanetas en unos 3.000 sistemas extrasolares. El catálogo actual de exoplanetas cuenta con un gran número de mundos gaseosos gigantes como Júpiter porque son los que resultan más fáciles de detectar, pero la cantidad de planetas rocosos conocidos aumenta cada día a medida que avanzan la tecnología y las técnicas de detección. Ahora bien, ¿cómo podemos saber si un planeta rocoso del tamaño de la Tierra que está a decenas de años-luz de distancia, realmente se parece a la Tierra? La respuesta está... En la propia Tierra.

Aunque pueda dar la impresión de que basta con apuntar un telescopio potente a una estrella lejana para comprobar si hay planetas dando vueltas a su alrededor, lo cierto es que la distancia que nos separa de ellas es tan grande que sólo los mejores telescopios pueden detectar la luz reflejada por los planetas más grandes. Y, aun así, lo único que se distingue en esas imágenes de esos mundos colosales son simples borrones luminosos.

Como un pequeño exoplaneta rocoso como la Tierra es completamente invisible para un telescopio actual, la existencia de la mayor parte de estos cuerpos celestes se deduce a partir de la luz que tapan cuando (desde nuestra perspectiva) pasan por delante de su estrella. La frecuencia con la que tienen lugar estos «eclipses» permite estimar el periodo orbital y la distancia que separa el exoplaneta de su estrella, mientras que la cantidad de luz que bloquea refleja su diámetro. A partir de estos datos es posible deducir si lo que se está pasando frente a la estrella es un planeta rocoso con una masa similar a la de la Tierra y calcular si se encuentra a una distancia a la que su superficie se mantenga en el rango de temperaturas adecuado para permitir la existencia de agua líquida (la llamada zona habitable).

La tecnología no permite deducir mucho más sobre los planetas rocosos de otros sistemas solares, pero las próximas generaciones de telescopios e instrumentos astronómicos sí que tendrán una resolución lo bastante alta como para analizar las atmósferas de los exoplanetas y revelar si realmente se trata de mundos parecidos a la Tierra con el potencial de albergar vida o mundos estériles e inertes. Y los astrónomos ya están practicando para cuando llegue ese momento.

Al ser un planeta habitable y habitado, la Tierra es un buen cuerpo celeste de referencia a la hora de investigar las características que cabría esperar encontrar en un exoplaneta habitable cuando se observa desde la lejanía. Con esta idea en mente, un estudio reciente recopilado los datos tomados por un satélite que ha medido durante 15 años la cantidad de radiación infrarroja reflejada por cinco regiones muy distintas de la superficie terrestre: el polo norte y sur, la selva amazónica, el desierto del Sáhara y el océano Índico.

Hasta ahora se habían hecho mediciones similares en el rango de la luz visible, pero este tipo de radiación electromagnética presenta un problema a la hora de estudiar otros planetas: sólo permite obtener información de las zonas que están iluminadas la su estrella. En cambio, como cualquier objeto que se encuentre por encima de la temperatura mínima posible (-273,15ºC) emite radiación infrarroja, midiendo este tipo de radiación se puede obtener información de las zonas ensombrecidas de un planeta. Además, el rango infrarrojo del espectro electromagnético proporciona datos sobre la temperatura del cuerpo celeste que se está observando e incluso de los gases que componen su atmósfera (mediante una técnica llamada espectroscopia).

Teniendo esto en cuenta, en el estudio en cuestión se han identificado varios problemas a los que se podrían enfrentar los futuros investigadores que empiecen a analizar atmósferas y superficies exoplanetarias en busca de señales de habitabilidad. Entre muchas otras cosas, sus autores notaron que las regiones ecuatoriales de la Tierra revelan un espectro de absorción del ozono y el dióxido de carbono más fuerte que las regiones polares y que el ozono atmosférico es difícil de distinguir sobre la Antártida en verano. Además, también encontraron que la principal causa de la variabilidad de la emisión térmica en el ecuador son las nubes, mientras que, en los polos, es la insolación estacional.

Estos resultados ayudarán a interpretar los datos que se obtendrán en cuanto se estudien los primeros exoplanetas rocosos con instrumentos más avanzados. ¿La emisión térmica de un planeta es compatible con un mundo desértico o uno húmedo? ¿La detección de un gas en particular es un error de medición o una señal de la presencia de vida? Con inversión y algo de suerte, pronto empezaremos a poder hacernos estas preguntas.