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Se pueden encontrar exoplanetas similares a la Tierra con la ayuda de los océanos

En el futuro, las firmas del reflejo de la luz solar en los océanos podrían ayudar en la identificación de exoplanetas cubiertos por grandes masas de agua. Eso es lo que propone un estudio dirigido por investigadores del Instituto Meteorológico de los Países Bajos y la Universidad Tecnológica de Delft, que examinaron las firmas de la luz reflejada por los océanos de la Tierra y exploraron su flujo y polarización.

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Hoy en día, hay estimaciones científicas que muestran que hasta el 25 % de los exoplanetas conocidos tienen océanos, pero gran parte de esta agua puede estar debajo de su superficie. En el Sistema Solar, por ejemplo, solo la Tierra tiene océanos en la superficie, aunque varias lunas de nuestro vecindario tienen océanos debajo. Es posible que esto también suceda con los planetas enanos.

Parte de los miles de exoplanetas ya descubiertos deben tener océanos (Imagen: Reproducción/NASA/JPL-Caltech)

Por ahora, no estamos cerca de detectar océanos en el subsuelo de exolunas (satélites naturales de exoplanetas), pero la buena noticia es que, a medida que avanza la tecnología, es posible identificar océanos en mundos similares a la Tierra. «Las simulaciones numéricas de la luz estelar reflejada por exoplanetas similares a la Tierra predicen las firmas de habitabilidad, que pueden ser buscadas por futuros telescopios», escribieron los autores.


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Señalan que las observaciones de los océanos de agua líquida solo serían posibles a través de la detección directa de la luz de las estrellas, reflejada por el planeta. Entonces, para el estudio, modelaron dos Tierras: una sería un planeta seco y la otra húmeda, con nubes y atmósfera. Luego simularon cómo la luz rebotaría en estos mundos en diferentes condiciones.

Durante las simulaciones numéricas, calcularon tres parámetros diferentes y modelaron los océanos considerando que son superficies reflectantes de Fresnel (cuando la luz reflejada está en el mismo plano que la incidente), con olas, espuma y sombras de olas, todas ellas presentes sobre el agua. Al final, el equipo descubrió que solo los océanos pueden disminuir la polarización de la luz de alguna manera.

Comparación del grado de polarización de la luz de una estrella, reflejada por planetas secos y sin nubes, y por mundos con océanos sin nubes (Imagen: Reproducción/Trees and Stam, 2022)

Es importante medir la polarización de la luz en los océanos, porque la luz de las estrellas por sí sola no debería estar polarizada. Además, aunque las señales de luz se degradan con la distancia, esto no afecta la polarización. «Los telescopios actuales en tierra y en el espacio no pueden medir la luz polarizada reflejada por exoplanetas similares a la Tierra», señalaron los autores.

Esto podría cambiar con futuros telescopios como el European Extremely Large Telescope (E-ELT) y el Large Ultraviolet Optical Infrared Surveyor (LUVOIR), del Observatorio Europeo Austral y de la NASA, respectivamente. Ambos podrán recopilar medidas de luz polarizada: se espera que el E-ELT comience a operar en 2027 y podrá detectar la luz de las estrellas reflejada por los océanos de los exoplanetas. Entonces, si las simulaciones de los autores son correctas, la detección de océanos en otros mundos puede no estar muy lejos.

El artículo con los resultados del estudio fue aceptado para publicación en la revista Astronomía y Astrofísicay se puede acceder en el repositorio arXivsin revisión por pares.

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Tommy Banks
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