La búsqueda de agua en otros cuerpos planetarios ha dado un gran paso adelante en los últimos meses. En noviembre, la NASA anunció que había encontrado sustanciales cantidades de agua en la Luna. A principios de este mes, la sonda Cassini obtuvo datos sobre Encelado, una de las lunas de Saturno, que pueden confirmar la presencia de agua líquida en la subsuperficie.
Mientras estas misiones barren nuestro sistema solar buscando trazas de agua – una condición necesaria para la vida – un grupo de científicos mira más allá, a la luz de sistemas solares a años luz de distancia. Un reciente estudio publicado en la revista Astrobiology describe el uso de la espectroscopía infrarroja para modelar el polvo alrededor de las estrellas jóvenes, tratando de detectar la presencia de minerales hidratados conocidos como filosilicatos.
Uno de los ejemplos más simples de filosilicatos es el mineral de arcilla. El agua es una parte importante de su estructura química.
“Si encuentras filosilicatos, con gran probabilidad encontrarás agua”, dice la autora principal Melissa Morris, profesora visitante en el Departamento de Física, Astronomía y Ciencias de los Materiales de la Universidad Estatal de Missouri y afiliada a la Escuela de Exploración Espacial y Terrestre de la Universidad Estatal de Arizona.
“El objetivo era tratar de determinar si podíamos detectar realmente estas maravillosas firmas de minerales hidratados, casi siempre generados por la interacción del agua líquida con la roca”.
Para determinar si la superficie de un planeta extrasolar contendrá agua, los científicos pueden mirar a lo que se conoce como disco protoplanetario — un disco de gas y polvo alrededor de una estrella durante sus primeras fases de desarrollo. Los científicos creen que los planetas nacen a partir de los discos protoplanetarios a través de interacciones gravitatorias y electroestáticas entre las partículas. Por tanto, si los científicos pueden determinar la composición elemental de los discos de polvo que orbitan las estrellas jóvenes, deberían ser capaces de predecir qué tipo de planetas formarían finalmente.
Una escuela de pensamiento sugiere que la Tierra adquirió el agua de su superficie a partir de asteroides o cuerpos similares presentes en su disco protoplanetario. Los autores de este estudio usaron la misma suposición para planetas potencialmente similares a la Tierra en otros sistemas. Por tanto, si se encuentran filosilicatos en los discos protoplanetarios de otros sistemas solares, la suposición es que es muy probable que se encuentre agua en la superficie de los planetas que nazcan después a partir del disco. (Por supuesto, Mercurio, Venus y Marte ilustran que otras condiciones afectarán a si finalmente a los planetas rocosos trandán agua).
Los científicos esperan usar algún día instrumentos como el Telescopio Espacial Spitzer y el Observatorio Estratosférico para Astronomía Infrarroja (SOFIA), para determinar la composición del polvo exozodiacal de los discos planetarios extrasolares. Antes de que puede hacerse esto, no obstante, los científicos deben determinar primero si la detección de minerales concretos en esos sistemas lejanos es siquiera posible. Este estudio ayuda a los científicos a determinar qué firmas buscar en los discos.
La composición del polvo se identifica al estudiar sus características de emisión. Un procedimiento común es usar la espectroscopía infrarroja para identificar sustancias mediante las longitudes de onda infrarrojas que absorben o emiten. Este procedimiento a menudo se usa para detectar agua en cuerpos planetarios.
Morris y sus colegas comenzaron a modelar las emisiones infrarrojas del polvo que no contenían minerales hidratados, o filosilicatos. Entonces cambiaron la mezcla mineral, añadiendo estos en una cantidad de un tres por ciento de la mezcla total.
En el artículo, Morris y su coautor Steve Desch de la Universidad Estatal de Arizona afirman que los rasgos únicos indicativos de filosilicatos en los espectros del infrarrojo medio deberían hacer posible la detección de esos minerales en los discos protoplanetarios.
Scott Sandford, astrofísico investigador en el Centro de Investigación Ames de la NASA en California, quien tiene experiencia llevan a cabo espectroscopía en meteoritos, no está de acuerdo. Dice que demostrar la presencia de filosilicatos en un disco protoplanetario es todo un reto.
“Es bastante complicado identificar filosilicatos cuando están presentes en mezclas debido a que tienen relativamente pocos rasgos, en oposición a otros minerales, que tienen muchas catacterísticas estructurales en su espectro”, dice Sandford.
Morris dice que el resultado de este estudio sólo demuestra que, basándose en modelos por ordenador, debería ser posible detectar la presencia de filosilicatos en discos protoplanetarios. Éste es sólo el primer paso en la detección de agua en otros sistemas solares.
“Mi parte fue desarrollar el modelo para determinar si podía hacerse o no”, dice Morris. “¿Qué instrumentos hay disponibles? De los que tenemos, ¿tienen la resolución adecuada?”
El siguiente paso, que Morris ya ha comenzado, es aplicar esta técnica a datos reales. Morris está comparando los modelos con datos obtenidos del Telescopio Espacial Spitzer.
Sandford dice que será la prueba real.
“La idea básica que exponen es perfectamente buena”, dice Sandford. “Personalmente soy un tanto escéptico sobre que puedan localizar los filosilicatos en este disco al nivel que sugieren. ¿Cómo de aplicables son estos modelos al mundo real?”
Morris dice que este tipo de investigación también es importante para comprender cómo se forman, en general, los sistemas planetarios.
“Soy un gran defensor de la búsqueda de agua en nuestro Sistema Solar”, dice Morris, “pero para comprender el proceso de formación de sistemas planetarios, tenemos que ir fuera de nuestro sistema y mirar también otros”
Por loinexplicable
