¿Se pueden observar exo-continentes?

En el Bestiario ya hemos analizado la espinosa cuestión de la detección de exoplanetas como la Tierra e incluso de cadenas montañosas en la superficie de exoplanetas. Hoy hablaremos sobre la posibilidad de observar "continentes" o anomalías en las superficies de otros planetas (solares y extrasolares). Por ejemplo, para la búsqueda de vida extraterrestre, resulta extremadamente útil ver si hay cambios en la superficie de un planeta. Estos pueden ser simplemente cambios en la vegetación de un exoplaneta, o bien cambios causados por la presencia de una civilización. El ser humano es en gran parte responsable de algunos cambios climáticos de los últimos 50 años. De hecho, algunos opinan que estamos iniciando una nuevo era geológica llamada Antropoceno...

Pero volvamos a la topografía exoplanetaria. La resolución actual de los telescopios más potentes del mundo no permite resolver (o sea ver de manera nítida) la superficie de los exoplanetas detectados. Harían falta un desarrollo tecnológico y un tamaño de espejos significativamente mayores comparados con los actuales. Incluso en un futuro cercano, Proxima Centauri b (el exoplaneta más cercano detectado hasta ahora) no podrá ser observado con tanta precisión... Ante este hecho, uno podría darse por vencido. Sin embargo, Berdyugina & Kuhn (2017) afirman que esto es posible a través de una novedosa técnica llamada EPSI (Exoplanet Surface Imagining).


Se trata de analizar de manera cuidadosa la información contenida en la luz emitida por el planeta durante su movimiento orbital y la rotación en torno a su eje. Hay que efectuar estas observaciones durante cientos/miles de órbitas. De ese modo se puede extraer información de longitud y de latitud de eventuales estructuras de la superficie, léase continentes. Para demostrar que este método funciona los autores lo aplican al Sistema Solar (la Tierra, la Luna, Júpiter, Io, etc) y a Próxima b. La prueba con datos de la Tierra es particularmente ilustrativa (imagen 1). Supongamos que observamos un exoplaneta como la Tierra, sin nubes, con un telescopio astronómico que permita obtener una relación señal/ruido de 200 aproximadamente.

En la imagen 1 (arriba) pueden ver un modelo de la Tierra (al revés) coloreado según el albedo A. Cuánto más blanco, mayor es la reflexión de la luz; y cuanto más verde/negro, mayor es la absorción. La imagen 1 (abajo) muestra la "foto" que se podría obtener luego de 3000 observaciones astronómicas. El 90% de la masa continental con A > 0.1 es detectado de manera robusta: se ve claramente el continente americano, la Antártida (muy blanca), Australia y una mega estructura afro-euro-asiática. Según la inclinación y otros parámetros del método se pueden obtener peores o mejores resultados. Pero no entraremos en detalles.

Supongamos ahora que la Tierra está cubierta por estructuras que reflejan muy eficazmente la luz (A=1). Esto podría ocurrir por ejemplo si la radiación solar se volviera demasiado agresiva y tuviésemos que proteger las zonas pobladas con sombrillas gigantes. De ser así uno tendría un modelo como el de la imagen 2. De nuevo, usando el método EPSI, se podrían detectar muchas anomalías en la superficie: vegetación, océanos, construcciones, etc. ¡El método da resultados muy satisfactorios!

Finalmente, consideremos un modelo de Tierra con estructuras rectangulares en órbita que "colectan" luz (A=0). Esto sería el equivalente de unos mega paneles solares (imagen 3). En este caso, el método EPSI permite nuevamente detectar estas estructuras artificiales, aunque dificulta la detección de los (exo)continentes. Estos ejemplos parecen salidos directamente de un libro de ciencia ficción pero son escenarios que se toman cada vez más en serio cuando se habla de búsqueda de vida extraterrestre. Dada la dificultad evidente de viajar a otros exoplanetas para tomar muestras, resulta más probable que primero detectemos indicios de vida extraterrestre a través de datos de telescopio. Para poder aplicar el método EPSI se requieren telescopios de por lo menos 12m de diámetro y con sistemas de procesamiento de datos "formidables". Sin embargo, creo que es de esperar que se logren estos avances durante el siglo XXI.

Resumiendo: la información de la luz a diferentes longitudes de onda permite tomar "fotografías" de (exo)planetas lejanos. Se estima que en un futuro cercano se darán las condiciones necesarias (procesamiento de la señal, detectores, etc.) para poder obtener imágenes de las superficies de Próxima b y de otros exoplanetas cercanos. Hace apenas unas décadas se soñaba con obtener fotos de las superficies de los planetas del Sistema Solar. Hoy eso ya no es un sueño. Por lo tanto, los invito a soñar con fotos de superficies exoplanetarias porque pronto será una realidad.

¡Saludos exo-continentales!

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Créditos:
Surface Imaging of Proxima b and Other Exoplanets: Topography, Biosignatures, and Artificial Mega-Structures.
Berdyugina & Kuhn (2017)
Imagen 1: Modelo de la Tierra sin nubes (arriba). Imagen EPSI (abajo).
Imagen 2: Modelo de la Tierra con sombrillas (arriba). Imagen EPSI (abajo).
Imagen 3: Modelo de la Tierra con paneles (arriba). Imagen EPSI (abajo).

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