Astrónomos españoles utilizando los telescopios William Herschel y el Óptico Nórdico en el Observatorio del Roque de los Muchachos han obtenido por primera vez el espectro de transmisión de la atmósfera terrestre durante un eclipse de Luna, el cual muestra la abundancia de los principales componentes químicos de la vida terrestre. A este espectro bien podríamos denominarlo como el "patrón observacional" de la existencia de la vida.
Han tenido que pasar ni más ni menos que 80 años desde que los astrónomos lo intentaran por última vez, pero un método ingenioso, que requería tanto la explotación óptima de la instrumentación como una gran confianza en alcanzar los objetivos, ha sido la clave para que esta vez fuera la definitiva. El resultado fue publicado en la revista Nature el pasado 11 de junio y ha supuesto un gran avance en la exploración y búsqueda de vida en otros mundos. ¡Enhorabuena a los descubridores!
Pero, ¿cómo podemos vernos a nosotros mismos y detectar vida en la Tierra utilizando nuestros propios instrumentos astronómicos?
La vida ha dejado su huella en nuestra atmósfera con el paso del tiempo, huella que a su vez ha permitido el desarrollo de la propia vida en la Tierra, como si de un sistema autoalimentado se tratara. El primer punto de contacto observacional de un planeta es su atmósfera, si la hubiera. Una atmósfera gaseosa puede absorber, dispersar o transmitir un flujo de luz y los tres procesos dependen de la abundancia de los compuestos químicos presentes en esa atmósfera. Por lo tanto, observando la luz absorbida, dispersada o transmitida por una atmósfera nos permitirá inferir sus abundancias químicas, incluida la presencia de las moléculas de la vida.
El cielo es azul. La Tierra es azul. Esto significa que la dispersión de tipo Rayleigh (más eficiente en el azul que en el rojo) es la predominante en el rango óptico en una atmósfera que alberga los compuestos químicos de la vida, como la nuestra. Y este efecto, junto con el hecho de que más de dos tercios de la superficie de la Tierra estén cubiertos por agua, hacen de la Tierra un planeta azul, o siendo más exactos, su espectro de reflexión es predominantemente azul.
Por estas mismas razones, Carl Sagan, uno de los mayores divulgadores de la astronomía, describió la Tierra como un "débil punto azul" (pale blue dot) vista desde la distancia. Más concretamente se inspiró en una imagen de la Tierra enviada por la sonda Voyager 1 cuando abandonaba el Sistema Solar a una distancia de más de 4.000 millones de kilómetros (no se pierdan esta maravillosa descripción: http://www.setimexico.com/noticias/), y lo comprobó utilizando los espectrógrafos a bordo de la sonda Galileo en su viaje a Júpiter en 1990 (C. Sagan et al., 1993, Nature, 365, 715).
Pero el cielo del atardecer y del amanecer son rojos. Esto significa que cuando la luz solar tiene que atravesar una distancia considerable a través de la atmósfera son los procesos de absorción y dispersión de la luz azul los más importantes, y sólo la luz roja es transmitida. Es decir, que si la luz solar se refleja sobre la Tierra, entonces la Tierra es azul, pero cuando se refracta, entonces es roja. Y esta otra versión roja de la Tierra nos interesa más desde el punto de vista astronómico porque sabemos que teóricamente esa luz roja contiene huellas más profunda de los compuestos químicos de la atmósfera que la luz de la Tierra azul.
Y hay todavía otro argumento más a favor de observar la Tierra roja. De los casi 350 planetas descubiertos más allá del Sistema Solar, unos 60 transitan su estrella, es decir, que la eclipsan. Y si uno de estos exoplanetas posee una atmósfera, la luz de su estrella la atravesará en el momento del eclipse y con nuestros telescopios aquí en la Tierra podremos estudiar su composición química. Sólo nos quedaría comparar este espectro de transmisión con un patrón observacional de la vida en la Tierra para entonces concluir si hay o no la posibilidad de que ese exoplaneta albergue vida.
¿Es posible observar la Tierra roja?
Podríamos diseñar una sonda espacial que estuviera en la zona de sombra de la Tierra, observando un continuo eclipse terrestre. Basta con colocarnos en el lugar adecuado para detectar un bonito y permanente atardecer rojizo. Pero si no se ha intentado hasta ahora es porque probablemente no sea un proyecto realista.
¿Pero y si en vez de una sonda colocáramos un espejo y utilizáramos nuestros propios telescopios? Esto sí podría hacerse pero de nuevo la colocación en órbita del tal espejo sería costosa. Sin embargo, si somos lo suficientemente ingeniosos y con una pizca de suerte, podemos aprovechar una oportunidad única que nos ofrece la naturaleza: los eclipses de Luna. Durante un eclipse, la Luna barre las zonas de prenumbra y umbra originadas por la sombra de la Tierra, reflejando durante unos minutos la luz refractada por la atmósfera terrestre. Y es así precisamente cómo el equipo de astrónomos obtuvo el patrón observacional de la vida durante el eclipse de Luna del 16 de agosto de 2008.
Utilizaron los espectrógrafos LIRIS del telescopio WHT y ALFOSC del NOT para apuntar a la Luna y registrar la mayor parte del rango espectral óptico e infrarojo de la luz refractada por la atmósfera terrestre y reflejada por la Luna, en los momentos próximos y centrales del eclipse. Pero también obtuvieron datos similares otra noche diferente que había cuarto menguante, para así comparar el espectro de transmisión con el de reflexión (la parte oscura de la Luna en cuarto menguante es iluminada débilmente por la luz proveniente del Sol y reflejada por la Tierra).
La calidad de los datos es excelente, y en el espectro de transmisión obtenido es posible identificar muy claramente los principales ingredientes de la vida: agua, metano, dióxido de carbono, oxígeno molecular, ozono, incluso el nitrógeno molecular puede ser inferido a partir de las observaciones. La investigación tuvo un gran impacto y fue publicada en la prestigiosa revista Nature.
Como en el cuento, la Luna nos ha dicho que somos la más bella del lugar, pero quizás haya algunas aún más bellas y nos reta a salir ahí fuera a buscarlas. Sólo será cuestión de tiempo encontrar a nuestra Blancanieves.
Para más información:
Página web que describe el descubrimiento al detalle:
http://www.ing.iac.es/PR/press/eclipse.html
Nota de prensa del IAC:
http://www.iac.es/divulgacion.php?op1=16&id=587