La cuna de la vida

La búsqueda de vida y planetas extrasolares

¿Estamos solos en el Universo? Saber si hay vida en otros planetas es uno de los enigmas fundamentales en astronomía y biología, y una importante pregunta para la humanidad.

Cuando se menciona la vida extraterrestre la mayoría de la gente piensa en pequeños hombrecillos verdes e invasiones alienígenas. Sin embargo, la ciencia que busca vida en otros mundos está viviendo un gran momento gracias, por ejemplo, al descubrimiento de moléculas orgánicas complejas en cometas, nebulosas y el espacio interestelar. Este tipo de moléculas es muy importante puesto que son los constituyentes básicos de la vida.

El grado de complejidad en estas moléculas orgánicas es bastante grande, y conduce a los científicos a especular cada vez más que la vida podría ser común a planetas dentro de las estrellas dentro de las zonas habitables.

El SKA podrá detectar señales de radio extremadamente débiles, si exisitieran, aumentando enormemente las posibilidades de proyectos como el SETI.

Los astrobiólogos utilizarán el SKA para buscar aminoácidos, una de las bases de la vida, identificando sus firmas espectrales a frecuencias específicas.

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Visión artística de un planeta extrasolar. Crédito de la imagen: NASA.

Los discos de polvo que se forman alrededor de estrellas jóvenes constituyen el lugar donde nacen los planetas. Se cree que el nacimiento de un planeta tarda un millón de años o más – mucho más que la vida de una persona – y por ello no es posible observar un planeta individual aparecer. Sin embargo, si se observan los discos alrededor de muchas estrellas jóvenes se puede establecer un esquema sobre cómo se forman los planetas, puesto que cada uno estará en un estado evolutivo diferente. Por suerte hay cientos de estas estrellas jóvenes en un radio de 500 años de luz del Sol, y varios miles más a distancias aún mayores.

Desde una distancia de 500 años luz, nuestro Sistema Solar tendría un tamaño de 1 segundo de arco de punta a punta – más o menos el tamaño de un pulgar visto desde una distancia de un kilómetro – así que es necesario hacer observaciones a muy alta resolución angular.

A longitudes de onda del dominio de radio, se consigue tal resolución combinando las señales de antenas ampliamente espaciadas.

En el SKA, las antenas estarán distanciadas entre sí miles de kilómetros, lo que permitirá observar la “zona habitable” de protoestrellas de tipo solar, la zona donde los planetas de tipo terrestre, o las lunas de los planetas gaseosos gigantes tienen grandes probabilidades de tener entornos favorables para el desarrollo de la vida.

Los últimos descubrimientos han mostrado que los planetas gaseosos gigantes (parecidos a Júpiter) son comunes alrededor de otras estrellas como el Sol. Pese a que no hay evidencias concluyentes todavía de que existan planetas rocosos, pequeños, habitables, como la Tierra, algunas observaciones con telescopios muy sensitivos han detectado un cierto número de planetas de tipo terrestre, algo mayores que la Tierra, que podrían albergar vida. Muchos científicos creen que deben existir estos mundos habitables, en la llamada “zona de Goldilocks”, donde las condiciones son ideales para que nazca la vida. Según ellos, encontrarlos directa o indirectamente es sólo cuestión de tiempo.

La detección remota de estrellas jóvenes muestra que están rodeadas de discos de polvo que contienen los materiales necesarios para formar planetas de tipo terrestre. Observando el proceso de formación planetaria, el SKA explicará cómo se forman los planetas de tipo terrestre. Aunque los planetas que se forman en la zona habitable de protoestrellas de tipo solar son demasiado pequeños como para ser detectados directamente, el polvo a partir del que se forman intercepta la luz de la estrella y convierte esta energía en calor. Este proceso libera radiación que puede ser detectada a longitudes de onda de radio.

El SKA tomará imágenes de la emisión termal del polvo en la zona habitable con un detalle sin precedentes. En particular, el SKA mostrará en qué lugar el polvo evoluciona desde un tamaño de unas cuantas micras hasta convertirse en partículas de algunos centímetros e incluso llega a formar pequeñas “piedrecillas”, los primeros pasos para formar planetas de tipo terrestre.

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Impresión artística de la detección de moléculas complejas en un disco protoplanetario.

Las observaciones muestran que los planetas gaseosos gigantes son sorprendentemente comunes en la zona habitable alrededor de otras estrellas, al contrario de lo que sucede en nuestro Sistema Solar. Este sorprendente descubrimiento plantea algunas preguntas:

  • ¿Qué hay que considerar para la diversidad de los sistemas planetarias?
  • ¿En la zona habitable de las protoestrellas, son habituales los planetas de tipo terrestre?
  • ¿Los planetas gaseosos gigantes se forman en la parte interna de los discos, o migran hacia allí?
  • ¿Qué implicaciones tienen los planetas de tipo terrestre?

El SKA tomará imágenes de las características de los discos en los que se está produciendo formación planetaria. La presencia de protoplanetas gigantes puede abrir huecos vacíos de gas en el disco, revelando su presencia, al mismo tiempo que pueden producir ondas espirales a gran escala a través del disco.

Debido a que los periodos orbitales en la parte interna de los discos son pequeños, de sólo unos pocos años, diversas observaciones hechas en el tiempo pueden trazar la evolución de esas características. Los planetas gigantes se pueden formar por el lento crecimiento de los granos de polvo hasta convertirse en grandes rocas que capturan gas, o por rápidas inestabilidades gravitacionales que quebrantan el disco. El SKA podrá discernir qué mecanismos están activos, y en qué parte del disco ocurren, lo que revelará el impacto de los planetas gigantes recién nacidos en sus equivalentes de tipo terrestre. Observado desde tan lejos, las trazas de planetas en formación en el polvo circunestelar pueden ser la evidencia más importante de su presencia.

Los huecos en las nubes de polvo son mucho más fáciles de detectar que los planetas en sí, puesto que tienen una superficie mucho mayor. Es parecido a observar la estela que deja un barco sobre el mar desde un avión, puesto que el barco es demasiado pequeño como para ser visto a simple vista. El SKA puede ser el único instrumento capaz de hacer imágenes de la parte interna de los discos donde se forman los planetas de tipo terrestre.

¿Y qué pasa con las señales de una civilización extraterrestre tecnológicamente avanzada?

El SKA será tan sensible que podrá detectar señales comparables en intensidad a transmisores de televisión que estuvieran operando en planetas alrededor de las estrellas más cercanas al Sol, a una docena de años luz. El SKA podrá buscar estas señales emitidas por otras civilizaciones por primera vez en la Historia.

La sensitividad del SKA permitirá expandir el volumen de señales que puedan ser detectadas por seres extraterrestres, emitidas desde nuestra Galaxia, en un factor 1000, utilizando un rango de frecuencias mayor y que no ha sido utilizado hasta hoy. La detección de tales señales, cambiaría para siempre la percepción de la humanidad en el Universo.

La búsqueda ha comenzado, y el SKA estará en primera línea de una de las búsquedas más importantes nunca hechas por el género humano.

Algunos hechos interesantes

  • Se sabe que existen más de un millar de exoplanetas, y cada día se descubren más y más.
  •  Las primeras imágenes ópticas directas de exoplanetas se hicieron a comienzos del siglo 21.

Para más información, descárguese el capítulo del libro de ciencia del SKA (en inglés)

Cradle of Life T. J. W. Lazio, J.C. Tarter, D.J. Wilner – in Science with the Square Kilometre Array, 2004.

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