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La nave espacial que podrá detectar luces de ciudades en planetas de otros sistemas estelares

El Observatorio de Mundos Habitables de la NASA será el primer telescopio diseñado específicamente para buscar signos de vida en planetas que orbitan alrededor de otras estrellas

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El posible diseño del Observatorio de Mundos Habitables de la NASA. (NASA/GSFC)

La futura misión de El Observatorio de los Mundos Habitables de la NASA se propuso para recibir financiación por la Decadal Survey en Astronomía y Astrofísica de las Academias Nacionales en la década de 2020. El Observatorio tiene como objetivo identificar y obtener imágenes directas de exoplanetas potencialmente habitables. Sería el primer telescopio diseñado específicamente para buscar vida en exoplanetas. El telescopio utilizará la espectroscopia para buscar huellas moleculares de la vida primitiva, como el oxígeno molecular o el metano, que constituyen biofirmas.

El telescopio espacial infrarrojo/óptico/ultravioleta propuesto requiere nuevas tecnologías. La NASA seleccionó recientemente tres propuestas industriales que mitigarán las necesidades de la misión por un total de 17,5 millones de dólares. Una de las nuevas tecnologías implica un coronógrafo de alto nivel para bloquear la luz de la estrella anfitriona para poder tomar imágenes de sus planetas. Otra es un sistema óptico extremadamente estable.

Uno de los beneficios no reconocidos del Observatorio de Mundos Habitables es que potencialmente puede buscar luces de ciudades en el lado nocturno de exoplanetas habitables. En un artículo que escribí con la estudiante Elisa Tabor, el Observatorio de Mundos Habitables se explica que no solo será lo suficientemente sensible como para detectar iluminación artificial nocturna a un nivel comparable a la iluminación estelar del lado diurno del planeta, sino que también podría discernir el tipo de lámparas utilizadas por los extraterrestres en sus calles y compararlas con nuestras lámparas LED, por ejemplo. La detección de luz artificial no requiere obtener imágenes del planeta, sino simplemente notar que hay luz agregada desde el planeta a la emisión de la estrella y al albedo diurno del planeta. Las contribuciones relativas de estos componentes varían a medida que el planeta cambia su orientación con respecto a la estrella y nuestra línea de visión a lo largo de su órbita.

Debemos tener en cuenta que las criaturas biológicas en un mundo habitable cerca de estrellas enanas rojas comunes probablemente posean ojos sensibles al infrarrojo, como la gamba mantis en la Tierra, porque la visión infrarroja ayudaría a su supervivencia en el lado diurno de su exoplaneta. Si su civilización avanza a una fase tecnológica, probablemente emplearían lámparas infrarrojas para iluminar el lado nocturno. Detectar sus luces artificiales no solo nos informaría sobre su infraestructura tecnológica, sino también sobre la biología de su visión. Habría sido fascinante para mí presenciar la consulta de un oftalmólogo en su exoplaneta.

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Representación artística de Próxima B publicada por el Observatorio Europeo Austral.

Obviamente, la mejor posibilidad para obtener imágenes de las luces de las ciudades fuera del sistema solar es alrededor de las estrellas más cercanas. El objetivo más cercano es Proxima Centauri, una enana roja ubicada a 4,25 años luz de distancia. Esta estrella es casi seiscientas veces más débil que el Sol, por lo que un planeta necesita estar unas decenas de veces más cerca del horno nuclear de su estrella anfitriona que la separación Tierra-Sol, para que pueda sustentar la química de la vida tal cual la conocemos agua líquida. Curiosamente, Próxima Centauri alberga un planeta rocoso con aproximadamente 1,3 masas terrestres a una vigésima parte de la separación Tierra-Sol. Debido a su proximidad a la estrella, se cree que este planeta, Próxima b, está bloqueado por mareas, mostrando el mismo lado de la estrella en todo momento, al igual que la Luna en relación con la Tierra.

Proxima b tiene un lado diurno permanente y un lado nocturno permanente. Mis hijas dicen que si alguna vez nos mudamos allí, quieren una casa en la franja que separa los dos lados, donde puedan ver el atardecer para siempre. Si Próxima b ya está habitada por una civilización tecnológica, su lado diurno podría estar recubierto con células fotovoltaicas para generar electricidad que iluminaría y calentaría el lado nocturno, que de otro modo sería frío y oscuro.

El Observatorio de los Mundos Habitables podría potencialmente detectar luces de una ciudad en el lado nocturno permanente de Proxima b. Incluso si la iluminación artificial es tan débil como la que nuestra civilización utiliza actualmente en el lado nocturno de la Tierra, este Observatorio podría detectarla siempre que la iluminación se limite a una estrecha banda de frecuencia que es miles de veces más pequeña que la extensión espectral completa de Proxima. Centauro.

Proxima b orbita su estrella cada 11,2 días, lo que hace que las celebraciones de cumpleaños sean treinta veces más frecuentes que en la Tierra. La gran demanda de luces brillantes durante las fiestas de cumpleaños en el lado nocturno de Proxima b podría ser una oportunidad para que nosotros también celebremos, si la señal es detectable por el Observatorio del Mundo Habitable.

En caso de que no haya vida tecnológica en Próxima b, podríamos buscar luces urbanas alrededor de otras estrellas cercanas, como Alpha Centauri A & B, Barnard's Star, Luhman 16, WISE 0855–0714, Wolf 359 y Lalande 21185, todas ellas menos de un factor de dos más lejos que Proxima Centauri.

También podríamos buscar luces brillantes de gigantescas naves espaciales de propulsión nuclear que se mueven por el espacio interestelar. Hace una docena de años asistí a una conferencia de inauguración del campus de la Universidad de Nueva York en Abu Dhabi junto con mi colega de la Universidad de Princeton, Ed Turner. La conferencia incluyó un recorrido por la ciudad, durante el cual el guía turístico local se jactó de que las luces de la ciudad son tan brillantes por la noche que se pueden ver desde la Luna. Ed y yo nos miramos y nos preguntamos: “¿A qué distancia podría la imagen más profunda del Universo detectar una sola ciudad?” Posteriormente publicamos estudio en el que se calcula que exposiciones profundas del Telescopio Espacial Hubble, el Telescopio Webb y obviamente el futuro Observatorio de los Mundos Habitables, podrían notar una iluminación artificial equivalente a las luces de la ciudad de Tokio en una nave espacial que se encuentra 30 veces más lejos que la separación Tierra-Sol. Dichas luces serían espectroscópicamente distintas de la reflectancia superficial del espectro del Sol y su flujo escalará inversamente con la distancia al cuadrado en lugar de con la distancia a la cuarta potencia, como es el caso de los objetos que reflejan la luz solar. Cuando le pregunté al astrónomo Mike Brown de Caltech si había comprobado si el flujo de cualquier objeto del cinturón de Kuiper que cambia su distancia al Sol presenta una evolución inesperada, respondió: “¿Por qué debería comprobarlo? Es obvio que el flujo de los objetos del cinturón de Kuiper debería disminuir inversamente con la distancia elevado a la cuarta potencia”.

Esperamos que el Observatorio de Mundos Habitables nos abra los ojos a 'desconocidos desconocidos', es decir, mundos que nuestra imaginación actualmente ignora. Dentro de unos minutos, estoy a punto de abordar un vuelo a Washington DC, donde mañana por la tarde [este artículo se escribió el pasado 13 de junio. N. del T.] discutiré este punto en un evento especial en el Capitolio dedicado a mi programa de investigación científica.

elconfidencial.com / Avi Loeb, 20 junio 2024