Aunque Gliese 581g es el planeta más parecido a la Tierra que se ha descubierto hasta la fecha, no está claro si el planeta es habitable. El hecho de que el planeta sea relativamente similar a la masa de la Tierra no significa que pueda albergar vida. A pesar de que la Tierra y Venus son aproximadamente de la misma masa y tamaño, la superficie de Venus es demasiado caliente y la vida sería imposible para sobrevivir allí.
De hecho, la parte más difícil de la búsqueda para encontrar vida en otros lugares del universo es confirmar si un planeta del tamaño de la Tierra es habitable. La única manera de averiguarlo es mediante el estudio de la atmósfera del planeta, un área de investigación que Sara Seager, el Ellen Swallow Richards, profesor de Ciencias Planetarias en el departamento del MIT de la Tierra, la Atmósfera y Ciencias Planetarias y profesor de física, han sido pioneros en los últimos 15 años. Aunque Seager ha estudiado sobre todo las atmósferas de los exoplanetas masivos conocidos como "Júpiteres calientes",son demasiado calientes y gaseosos para que haya vida; se considera estas observaciones como una práctica valiosa para el estudio de los exoplanetas más pequeños.
"Sólo estamos escudriñando la superficie, porque sólo ahora estamos recibiendo los datos y en la práctica cómo interpretar esos datos," explica Seager en ell estudio de super-Tierras o planetas que son hasta 10 veces la masa de la Tierra. "Espero estos planetas como una práctica para cuando nos encontramos con una Tierra, lo cual es importante, porque una gran parte del tiempo con los exoplanetas, las cosas son diferentes de lo que se espera", dice. De hecho, a pesar de toda la emoción que rodea el descubrimiento de Gliese 581g, Seager no cree que éste sea un planeta bueno para observaciones de seguimiento porque hay incertidumbre acerca de su densidad, la composición y la atmósfera.
El estudio de las atmósferas de los candidatos a planetas terrestres como Gliese 581g son un reto, en parte debido a que estos planetas tienen atmósferas delgadas, y la tecnología del telescopio actual no puede permitir a los investigadores recoger datos suficientemente detallados para confirmar señales de vida. A pesar de esta limitación, Seager está tratando de aprender tanto como sea posible acerca de los últimos planetas descubiertos de tamaño medio con la esperanza de que este conocimiento conducirá a mejores técnicas de observación para el estudio de exoplanetas similares a la Tierra que son incluso más pequeños que Gliese 581g.
Millones de modelos
Durante la década de 1990, los investigadores no creían que sería posible estudiar las atmósferas de los "Júpiteres calientes" que estaban empezando a descubrir. Pero eso cambió en el 2002, cuando el Telescopio Espacial Hubble detectó la atmósfera de un exoplaneta, ya que transitó, o pasó por delante de su estrella anfitriona. Durante el tránsito, las moléculas en la atmósfera de un planeta absorven parte de la luz de las estrellas que pasa a través de la atmósfera. Los investigadores pueden identificar las moléculas mediante el estudio de los cambios en el espectro o arco iris de colores emitido en la luz que irradia de las ondas electromagnéticas de la estrella. Debido a que los experimentos de laboratorio han determinado que tipo de moléculas son absorbidas a ciertas longitudes de onda, los científicos estudian los patrones de los espectros para poder identificar los tipos de moléculas que puedan existir en la atmósfera de un planeta. También pueden aprender mucho del calor que un exoplaneta irradia y absorbe, al observarlo que a medida que pasa detrás de su estrella anfitriona, un evento conocido como ocultación.
Como los investigadores empezaron a recoger datos de estos eventos y comenzaron a desarrollar modelos de computadora para interpretar los datos. Seager y ex MIT investigador postdoctoral Nikku Madhusudhan pionera en el llamado "enfoque millón-modelo", una técnica que utiliza programas informáticos para combinar variables, tales como la temperatura de un planeta a lo largo de su atmósfera, con cantidades diferentes de las moléculas más estables y destacada existen en las atmósferas planetarias, incluyendo el vapor de metano y agua. Los programas a continuación, analizan las millones de combinaciones de estas variables para encontrar una gama que más se acerque a los datos. Esto permite a los investigadores determinar la composición más probable de la atmósfera.
Seager ha permitido con este técnica a los investigadores caracterizar la atmósfera de decenas de Júpiteres calientes hasta la fecha. Además de identificar las moléculas que componen los ambientes, han aprendido la temperatura del día en estos planetas y los lados de noche, así como cambios en las temperaturas a diferentes alturas. Más recientemente, Seager, Madhusudhan y sus colegas estudiaron la atmósfera de GJ 436b, un exo-Neptuno, y encontró que no contenía altos niveles de metano que los científicos esperaban de un planeta con su temperatura.
Esperando el juego
Seager también está trabajando con Leslie Rogers, una estudiante graduada en el MIT del Departamento de Física, para explorar la gama de presiones y temperaturas que permiten el agua líquida - un requisito para toda la vida en la Tierra - para ver si existe en un planeta o en su superficie. Al identificar con precisión las variables que son más importantes para que exista agua líquida, como la distancia entre un planeta y su estrella, Seager y Rogers esperan desarrollar modelos más realistas para estudiar candidatos a Tierra.
Pero queda por ver si habrá suficientes datos decentes para conectar estos modelos. De acuerdo con Drake Deming, científico senior de Goddard de la NASA, dice que a pesar de que la técnica de Seager ha sido útil para la interpretación de "Júpiteres calientes", el enfoque requiere de alta calidad de los datos. El Telescopio Espacial James Webb, programado para ser lanzado en el 2014, espera que sea más fácil obtener mejores datos de las atmósferas de los exoplanetas, pero Drake dice que es probable que el telescopio no sea lo suficientemente sensible como para estudiar planetas parecidos a la Tierra. Si se confirma la existencia de un gemelo de la Tierra real podría "durar años, probablemente décadas, porque no tenemos las técnicas y la tecnología para hacerlo."
A pesar de estos desafíos técnicos, Seager es optimista y se centra en la lucha contra lo que ella ve como el mayor obstáculo para la investigación atmosférica futura: la identificación de los gases de bio-firma que no existen en la Tierra. Esta posibilidad se hizo mucho más realista con el reciente anuncio de que investigadores de la NASA habían descubierto una bacteria que puede crecer a partir de una dieta de arsénico y por lo tanto no comparte los bloques de construcción biológicos tradicionalmente asociados con todas las formas de vida. Mientras que el gas no es una biofirma de arsénico, Seager dice que el descubrimiento es un recordatorio de que hay gases probables no reconocidos producidos por los organismos que pueden existir en configuraciones que no se creían posible antes.
Aunque cada uno de los más de 500 exoplanetas que se han detectado hasta la fecha - con la posible excepción de Gliese 581g - son demasiado calientes para apoyar las moléculas que podrían sostener la vida, Seager está preparando para la posibilidad de detectar biofirmas en gases desconocidos para el futuro. Para ello, se están revisando todos los subproductos que producen los organismos en la Tierra y calcular la probabilidad de que puedan acumular en una atmósfera y así crear modelos de los tipos de ambientes planetarios que podrían sostener dichas firmas.
