Resumen de La Tierra vista como exoplaneta
- español
La Tierra, como único ejemplo de planeta habitable, nos da los primeros elementos para caracterizar el espectro de planetas de tipo terrestre alrededor de otras estrellas que podrían ser detectados en el transcurso de la próxima década gracias a misiones como CoRoT y Kepler y caracterizados por las misiones Terrestrial Planet Finder y Darwin. En este artículo se compendian los estudios que utilizan a la Tierra para determinar las posibles características de mundos habitables alrededor de otras estrellas.
A partir de comparar las características de la Tierra con las de los demás planetas terrestres del Sistema Solar se ha determinado que, en principio, un planeta habitable debe tener atmósfera, agua líquida y el tamaño adecuado para retener dicha atmósfera y mantener actividad tectónica por periodos de tiempo geológicamente largos. Un planeta habitado podría ser reconocido como tal a partir de la detección de bioseñales en su espectro. Simulaciones de atmósferas similares a la Tierra presente y pasada, así como el conocimiento de la evolución geológica de nuestro planeta indican que el oxígeno (O2) resulta una excelente señal de vida, en especial si está acompañado de compuestos como el metano o el óxido nitroso.
Los pigmentos usados por organismos fotosintéticos también pueden generar una señal en el espectro de un planeta, la cual sería similar a la absorción de la clorofila en la Tierra. Las observaciones del brillo de la Tierra permiten analizar el espectro promediado del disco de nuestro planeta y determinar los cambios de las bioseñales dadas diferentes condiciones de iluminación y geometría. A partir de estas observaciones y modelos que generan espectros promediados del disco terrestre, se ha encontrado que la presencia de nubes en una atmósfera es el mayor reto para reconocer bioseñales y, en general, las características de la superficie planetaria. La concentración atmosférica de los compuestos producidos por la vida depende de la cantidad de radiación ultravioleta que recibe el planeta, pues ésta controla buena parte de la química atmosférica. Esta radiación depende del tipo de estrella alrededor de la cual gira el planeta. La caracterización de planetas de tipo terrestre requiere conocer las propiedades de la estrella alrededor de la cual se buscan planetas (edad, temperatura superficial, radiación emitida del ultravioleta al infrarrojo), así como construir bibliotecas de espectros planetarios que permitan reconocer los mundos habitables de los que no lo son.
- English
Earth, as the only example of a habitable world, offers the first elements to characterize the spectra of terrestrial planets around other stars. Those planets may be detected in the next decade by missions like CoRoT and Kepler, and characterized by Terrestrial Planet finder and Darwin. In this paper, I reviewed the research that uses Earth to determine the possible characteristics of habitable worlds around other stars. Comparing Earth�s characteristics with those of the terrestrial planets in the Solar System, the main properties of a habitable world have been determined. A habitable planet must have atmosphere, liquid water and the right size to keep that atmosphere and to maintain tectonic activity for long geologic periods. A habitable world could be recognized as such by the detection of biosignatures on its spectrum.
Simulations of past and present Earth-like atmospheres and the knowledge of the geological evolution of our planet indicate that oxygen (O2) is an excellent signature of life, in particular if it comes along with compounds like methane and nitrous oxide. Also, the pigments used by photosynthetic organisms could generate a signature in a planet�s spectrum. This signature may be similar to the chlorophyll absorption on Earth. Earthshine observations help to analyze the disk average spectrum of our planet and to determine the changes of the biosignatures given certain conditions of illumination and geometry. From such observations and models that generate disk averaged spectra of Earth it has been found that clouds are the biggest challenge to identify biosignatures and characteristics of the planetary surface in general. The atmospheric abundance of the compounds produced by life depends on the amount of ultraviolet radiation received by the planet as it drives most of the atmospheric chemistry. This radiation depends on the stellar type of the planet�s parent star. The characterization of terrestrial planets requires the knowledge of the target star properties (age, effective temperature, radiation emitted from the ultraviolet to the infrared), as well as to build spectra libraries that allow recognizing habitable worlds from those that are not.
