La Tierra es de un color azul tentador. Marte es rojo furioso. Venus es blanco brillante. Los astrónomos han aprendido que un planeta ("Colores Reales") que puede revelar detalles importantes. Por ejemplo, Marte es rojo porque su suelo contiene material oxidado rojo llamado óxido de hierro. Y el tono famoso de nuestro planeta, la "canica azul". Es porque la atmósfera dispersa los rayos de luz azul con más fuerza que las rojas. Por lo tanto la atmósfera se ve azul desde arriba y abajo.
Exoplanetas alrededor de otras estrellas probablemente presentan un arco iris de colores en cada parte tan diversos como los de nuestro sistema solar. Y a los astrónomos le gustaría aprovechar el color para que con el tiempo se pueda aprender más acerca de los exoplanetas. ¿Son rocosos o gaseosos - o similares a la Tierra?
En un estudio recientemente aceptado para su publicación en El Diario Astrofísico, un equipo liderado por el astrónomo de la NASA McFadden Lucy y el estudiante graduado de UCLA Carolina Crow describen de una forma sencilla como distinguir entre los planetas de nuestro sistema solar con base en información de color. La Tierra, en particular, se destaca claramente entre los planetas, al igual que un pájaro azul en una bandada de gaviotas.
"El método que hemos desarrollado separa a los planetas", dice Crow. "Hace que la Tierra sea única."
Esto sugiere que algún día, cuando tengamos la tecnología para recoger la luz de los exoplanetas individualmente, los astrónomos podrán utilizar la información de color para identificar los mundos similares a la Tierra. "Con el tiempo, los telescopios se harán más grandes y tendremos más poder para recoger la luz y mirar los colores de los planetas alrededor de otras estrellas", dijo McFadden. "Sus colores nos dirán cuáles hemos de estudiar con más detalle."
Exoplaneta Tierra
El proyecto comenzó en 2008, cuando Crow se asoció con McFadden, su mentor de la facultad en la Universidad de Maryland en College Park. McFadden actualmente es responsable universitario y tiene los programas de post-doctorado en la NASA en el Centro Espacial Goddar en Greenbelt, Maryland.
El color de la nueva información sobre la Tierra, la Luna y Marte estuvieron disponibles, gracias a la nave espacial de la NASA Deep Impact. En el camino a un encuentro previsto hoy con el cometa 103P/Hartley 2, Deep Impact observó la Tierra. La idea era determinar como ven nuestra casa los astrónomos extraterrestres y, eventualmente, utilizar ese conocimiento para saber cómo detectar mundos similares a la Tierra alrededor de otras estrellas.
Como Deep Impact navegó a través del espacio, su Instrumento de Alta Resolución (HRI) mide la intensidad de la luz de la Tierra. HRI es una de 11.8 pulgadas (30 cm) del telescopio que se alimenta de la luz a través de siete diferentes filtros de color montado sobre una rueda giratoria. Cada muestra filtra la luz entrante en una parte diferente del espectro de luz visible, rayos ultravioleta y el azul al rojo y del infrarrojo cercano. El 28 de mayo de 2008, Deep Impact, incluso alcanzó a ver la luz de la Luna a su paso por delante de la Tierra. Más tarde, en 2009, alcanzó a ver Marte.
McFadden se preguntó qué combinación de información de color de los mejores filtros puede distinguir a la Tierra de los otros planetas y lunas del sistema solar. Ella reclutó a Crow para trabajar en el proyecto. Otros ocho investigadores de la NASA, de la Universidad de Maryland, la Universidad de Washington (Seattle), y la Universidad Johns Hopkins de Física Aplicada de laboratorio también se unieron al equipo.
La mezcla de magia
Hubo un profundo impacto con los datos de color que cubren la Tierra, la Luna y Marte. Las cantidades relativas de luz que pasa a través de los filtros varían para cada planeta o luna, creando una especie de huella digital en color. Para ello el equipo añadió la información existente sobre el color de Mercurio, Venus, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Saturno, Titán, la Luna.
Una simple comparación lado a lado de los datos de color en todos los planetas mayores era un caos . El equipo finalmente encontró una combinación de tres filtros diferentes - uno en el azul, uno en el verde, y uno en el rojo - que pone de relieve las diferencias entre los planetas.
El equipo creó un diagrama de color del grupo planetas separados en grupos sobre la base de similitudes en las longitudes de onda de la luz solar que en sus superficies y ambientes reflejan. Los gigantes gaseosos Júpiter y Saturno se apiñan en una esquina, Urano y Neptuno en una diferente. Los planetas rocosos interiores Marte, Venus, Mercurio y el grupo fuera en su propia esquina del "espacio de color."
Pero la Tierra es el verdadero solitario en el espacio de color. Sus huellas de singularidad tienen dos factores. Uno de ellos es la dispersión de la luz azul por la atmósfera. Esto se llama dispersión de Rayleigh, en honor al científico Inglés que lo descubrió.
La Tierra se encuentra por otra razón en ese espacio de color y se debe a que no absorbe una gran cantidad de luz infrarroja. Esto se debe a que nuestra atmósfera es baja en el infrarrojo de absorción de gases como el metano y el amoníaco, en comparación con planetas gigantes de gas como Júpiter y Saturno.
"La atmósfera domina los colores de la Tierra", dice Crow. "Es la dispersión de la luz en el ultravioleta y la ausencia de absorción en el infrarrojo."
Colorido futuro
Algún día, el enfoque de tres filtros pueden proporcionar un primer análisis para poder mirar a las superficies y atmósferas de llos exoplanetas. "Hay algunas cosas que podemos decir de los colores, pero hay algunas cosas que no puedo decirte sin información adicional", dice Crow.
Por ejemplo, si un exoplaneta muestra una huella digital de color similar a la Tierra, no necesariamente significaría que el planeta tiene el cielo azul y los vastos océanos de nuestro hogar. Pero nos haría mirar ese planeta más concienzudamente
Y eso sería un primer paso importante para que tuviera sentido la complejidad de colores del diagrama de planetas ya descubiertos, y las puntuaciones que se han hecho de cada uno de ellos.