Cinco instantáneas de la evolución terrestre para buscar en otros mundos

"Esta nueva generación de telescopios espaciales y terrestres junto con nuestros modelos nos permitirá identificar planetas como nuestra Tierra a unos 50 o 100 años luz de distancia", dijo Lisa Kaltenegger, profesora asociada de astronomía en la Universidad de Cornell y directora de Instituto Carl Sagan, que ha liderado la creación del catálogo de modelos. Su trabajo se publica en Astrophysical Journal Letters.

"Utilizando nuestra propia Tierra como clave, modelamos cinco épocas distintas de la Tierra para proporcionar una plantilla sobre cómo podemos caracterizar una potencial exo-Tierra, desde una Tierra joven y prebiótica hasta nuestro mundo moderno", dijo. "Los modelos también nos permiten explorar en qué punto de la evolución de la Tierra un observador distante podría identificar la vida en los 'puntos azules pálidos' del universo y otros mundos como ellos".

Kaltenegger y su equipo crearon modelos atmosféricos que coinciden con la Tierra de hace 3.900 millones de años, una Tierra prebiótica, cuando el dióxido de carbono cubría densamente al joven planeta. Un segundo modelo de retroceso muestra químicamente un planeta libre de oxígeno, una Tierra anóxica, que data de hace 3.500 millones de años. Otros tres modelos revelan el aumento de oxígeno en la atmósfera de una concentración de 0.2% a niveles modernos de 21%.

"Nuestra Tierra y el aire que respiramos han cambiado drásticamente desde que la Tierra se formó hace 4.500 millones de años", dijo Kaltenegger, "y por primera vez, este documento aborda cómo los astrónomos que intentan encontrar mundos como el nuestro, podrían detectar a jóvenes de la Tierra moderna. planetas en tránsito, utilizando nuestra propia historia de la Tierra como plantilla".

En la historia de la Tierra, la línea de tiempo del aumento de oxígeno y su abundancia no está clara, dijo Kaltenegger. Pero, si los astrónomos pueden encontrar exoplanetas con casi el 1% de los niveles actuales de oxígeno de la Tierra, esos científicos comenzarán a encontrar biología emergente, ozono y metano, y podrán compararlo con las plantillas de edades de la Tierra.

"Nuestros espectros de transmisión muestran características atmosféricas, que mostrarían a un observador remoto que la Tierra tenía una biosfera hace unos 2 mil millones de años", dijo Kaltenegger.

Utilizando los próximos telescopios como el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, programado para lanzarse en marzo de 2021, o el Telescopio Extremadamente Grande en Antofagasta, Chile, programado para la primera luz en 2025, los astrónomos podrían observar cómo un exoplaneta transita frente a su estrella anfitriona, revelando la atmósfera del planeta.

"Una vez que el exoplaneta transita y bloquea parte de su estrella anfitriona, podemos descifrar sus firmas espectrales atmosféricas", dijo Kaltenegger. "Utilizando la historia geológica de la Tierra como clave, podemos detectar más fácilmente los signos químicos de la vida en los exoplanetas distantes".