En la búsqueda de vida en el Universo, la Tierra proporciona un modelo evolutivo para el único planeta habitable que conocemos. La composición de la atmósfera terrestre ha cambiado considerablemente a lo largo de su historia. En los últimos 500 millones de años (el eón fanerozoico, que incluye los orígenes de los animales, los dinosaurios y las plantas terrestres) el oxígeno aumentó de aproximadamente un 10% a un 35%. Pero los espectros de transmisión resultantes representan una pieza crucial que falta en nuestra búsqueda de signos de vida en las atmósferas de los exoplanetas. En un nuevo estudio, los astrónomos modelaron la composición atmosférica y los espectros de transmisión de cinco etapas del eón fanerozoico de la Tierra. Dos pares clave de biofirmas (oxígeno y metano, y ozono y metano) parecían más fuertes en modelos de la Tierra hace entre 100 y 300 millones de años, cuando los niveles de oxígeno eran significativamente más altos.
«La huella luminosa de la Tierra moderna ha sido nuestro modelo para identificar planetas potencialmente habitables, pero hubo un tiempo en que esta huella era aún más pronunciada: mostraba mejores signos de vida», dijo la Dra. Lisa Kaltenegger, directora del Instituto Carl Sagan.
«Esto nos da la esperanza de que podría ser un poco más fácil encontrar signos de vida, incluso grandes y complejos, en otras partes del cosmos».
Utilizando estimaciones de dos modelos climáticos establecidos (GEOCARB y COPSE), el Dr. Kaltenegger y la astrónoma de la Universidad de Cornell Rebecca Payne simularon la composición atmosférica de la Tierra y los espectros de transmisión resultantes en cinco etapas (aproximadamente 500, 400, 300, 200 y 100 millones de años) del planeta. . Eón fanerozoico.
Cada uno de ellos presenta cambios significativos a medida que una compleja biosfera oceánica se diversifica, los bosques proliferan y las biosferas terrestres prosperan, lo que influye en la mezcla de oxígeno y otros gases en la atmósfera.
«Este es sólo el 12% más reciente de la historia de la Tierra, pero abarca prácticamente todo el período en el que la vida era más compleja que las esponjas», dijo el Dr. Payne.
«Estas huellas de luz son lo que buscarías en otros lugares, si estuvieras buscando algo más avanzado que un organismo unicelular».
RC Payne y L. Kaltenegger descubrieron que los telescopios podían detectar más fácilmente un exoplaneta con niveles de oxígeno atmosférico más altos que la Tierra moderna, como era el caso en la era de los dinosaurios. Crédito de la imagen: Rebecca Payne / Instituto Carl Sagan.
Aunque procesos evolutivos similares pueden tener lugar o no en exoplanetas, los modelos del equipo completan una pieza faltante del rompecabezas de cómo se vería un fanerozoico para un telescopio, creando nuevos modelos para planetas habitables con diferentes niveles de oxígeno atmosférico.
Los autores fueron los primeros en modelar cómo se vería la Tierra para observadores distantes, basándose en cambios a lo largo del tiempo en su geología, clima y atmósfera: nuestra verdad fundamental para identificar evidencia potencial de vida en otros mundos.
«Hasta la fecha, se han descubierto alrededor de 35 exoplanetas rocosos en zonas habitables donde podría existir agua líquida», dijo el Dr. Kaltenegger.
“Analizar la atmósfera de un exoplaneta –si es que la tiene– está en el límite de las capacidades técnicas del Telescopio Espacial James Webb de NASA/ESA/CSA, pero ahora es una posibilidad. Pero los científicos necesitan saber qué buscar.
Si una civilización industrial hubiera existido en la Tierra varios millones de años antes de la era humana, ¿qué huellas habría dejado y serían detectables hoy? Crédito de la imagen: Michael Osadciw, Universidad de Rochester.
Los modelos identifican planetas como la Tierra Fanerozoica como los objetivos más prometedores para encontrar vida en el cosmos.
También permiten a los científicos considerar la posibilidad –puramente teórica– de que si se descubriera que un exoplaneta habitable tiene una atmósfera que contenga un 30% de oxígeno, la vida no se limitaría a los microbios, sino que también podría incluir criaturas tan grandes y variadas como los megalosaurios o los microraptores. . que una vez vagaron por la Tierra.
«Si están allí, este tipo de análisis nos permite determinar dónde podrían estar viviendo», dijo el Dr. Payne.
“Dinosaurios o no, los modelos confirman que, desde la distancia, la huella luminosa de un planeta así destacaría más que la de una Tierra moderna”.
EL papel fue publicado en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society: cartas.
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RC Payne y L. Kaltenegger. 2024. Abundancia de oxígeno para exoplanetas similares a la Tierra: espectros de la Tierra a través del Fanerozoico. MNRASL 527 (1): 151-155; doi: 10.1093/mnrasl/slad147
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