Cómo buscar otras Tierras

No es raro el día que aparecen noticias en los medios informativos donde se narra el descubrimiento de otras Tierras. Muy distantes e inaccesibles visualmente, son detectadas de forma indirecta. La Astroquímica es la encargada de ello.

 

Esta entrada participa en la LXX edición del Carnaval de Química, alojada en la web ‘Diario del astrónomo‘ de @diarioastronomo

 

Astroquímica

Ciencia interdisciplinaria que utiliza la Astronomía, Física y Química para la obtención de la composición química de los astros, nebulosas, planetas y espacios interestelares.

Esta composición se averigua indirectamente mediante el análisis de la luz que llega desde millones de años-luz. La base teórica utilizada es la misma a cualquier analítica que se realiza en un laboratorio; más concretamente la llamada Espectrocopía.

 

Espectrocopía 

Los electrones de los que se componen tanto los átomos como las moléculas poseen varios niveles de energía cuantizados. Esto significa que poseen un valor fijo y concreto. La mecánica cuántica es la encargada de desarrollar este campo.

Pero vayamos a la espectroscopía. Es la encargada de estudiar los saltos de los electrones entre los distintos niveles cuánticos de la molécula a estudio. Esos saltos son representados mediante un gráfico y cada molécula posee uno característico debido a su concreta ordenación electrónica.


·Ejemplo: Una molécula AB se le ilumina con una fuente de energía continua. Se obtiene un gráfico de la fuente de energía sola (izq) y otro con la muestra (dcha).

Espectro de AB

Con esto se puede asegurar qué; para cualquier muestra iluminada con la misma fuente de energía y obteniéndose el mismo gráfico; será la molécula AB. Si se obtiene otro gráfico distinto, entonces se podrá asegurar que no es AB.

·Fundamento: Esta molécula absorbe toda la energía que le incide, excepto los dos picos que aparecen. Del izquierdo no absorbe casi nada y del derecho casi toda. Los picos corresponden a saltos electrónicos de un nivel de energía a otro. Primero la radiación es absorbida por el electrón (rojo) haciéndolo pasar a un nivel de energía superior (de 2 a 3). Posteriormente este electrón vuelve a su nivel original (de 3 a 2) emitiendo el exceso de energía que tenía. Este exceso es el que genera la señal y su representación en forma de pico en la gráfica.

Saltos electrónicos en molécula AB

Buscando planetas lejanos

Ya se tiene la base con la que poder identificar moléculas presentes en una mezcla. Pero; ¿como podemos analizar un planeta que se halla a años-luz y que no vemos?. Sencillo; mirando estrellas.

Como bien es sabido los planetas orbitan su sol, por lo que en un determinado momento se interpone entre su sol y un tercer observador (nosotros). Cuando esto sucede, la intensidad de la luz que nos llega disminuye, detectándose como la posible existencia de un planeta orbitante. Existen otras formas de detección, pero quedan fuera de este post y es mejor que las expliquen desde diario de un astrónomo; saben más de esto.

Aunque parezca esto fácil, se necesitan cientos de medidas para verificar esa existencia. Recientemente un grupo español ha descubierto el segundo exoplaneta más cercano a la Tierra. El planeta orbita la estrella Barnard a 6 años-luz y se han necesitado 800 mediciones de la luz del astro durante 20 años mediante siete telescopios terrestres.

 

Espectroscopía planetaria

Ya con el posible planeta ubicado solo queda aplicar lo visto anteriormente a la luz que nos llega de él. La base es la misma a la del ejemplo. La fuente de energía es el sol y la muestra a analizar la atmósfera del planeta. 

Atmósfera planetaria

El espectro que nos llegaría no sería el completo (blanco), pues las moléculas presentes en la atmósfera la absorberían, llegándonos sus líneas espectrales características (lila). Ya con estas se obtendría su espectro y se compararía con espectros de moléculas ya analizadas en laboratorio.

 

El esencial oxígeno

Una de las moléculas básicas a buscar en una posible otra Tierra es el oxígeno. El espectro que genera esta molécula tanto aquí como en cualquier rincón del Universo es el de la imagen inferior.

Espectro oxígeno

Así al analizar la luz que nos llegue de una estrella lejana y se obtenga este espectro, ya sabremos que existe oxígeno en su atmósfera. Luego se analiza cantidad y presencia de otras moléculas para ver si fuera respirable. Pero es un buen primer paso.

 

Se tienen las herramientas que hacen posible hallar otras Tierras, pero es mucho más difícil de lo que parece. Y más inalcanzable todavía es el posible viaje hasta ellas, pues las distancias estelares son enormes.

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