Mapas de otros mundos

La luz reflejada por los exoplanetas es una herramienta de vital importancia para estudiar estos mundos. Gracias a ella podemos estimar su composición mediante espectroscopía y además realizar mapas de su superficie. Sí, han oído bien, mapas. Aplicando los algoritmos adecuados, podemos elaborar mapas aproximados de la superficie o de la atmósfera de los planetas extrasolares. Por supuesto, salvo unos pocos cuerpos en formación, por ahora somos incapaces de ver directamente los exoplanetas que se han descubierto hasta la fecha, aunque eso no ha impedido elaborar mapas tentativos de algunos Júpiteres Calientes. Por ejemplo, gracias al telescopio Spitzer hemos podido ver representaciones de los planetas HD 189733b o HD 80606b. No es que Spitzer pueda verlos directamente, pero se puede restar la contribución luminosa del planeta con respecto a la de su estrella y observar las posibles modulaciones de brillo (albedo). Al trabajar en infrarrojo se reduce además la diferencia en brillo entre la estrella y el planeta.

Sin embargo, crear mapas de Júpiteres Calientes es sin duda muy interesante, pero no nos engañemos, lo realmente fascinante es poder ver algún día el atlas de un planeta similar a la Tierra. Por ahora, esto queda fuera de las posibilidades de los instrumentos actuales, pero los futuros supertelescopios terrestres y misiones espaciales como el TPF serán capaces de encontrar exotierras y verlas directamente. El problema es que, como mucho, ocuparán un sólo píxel en el campo de visión de los instrumentos, así que elaborar un mapa de su superficie parece una tarea imposible. O quizás no. Hace aproximadamente un año pudimos comprobar cómo se podía reconstruir la superficie de un planeta usando las observaciones de la sonda Deep Impact. La reconstrucción no era muy espectacular, ya que sólo podía discriminar las características geográficas en longitud y no en latitud, pero al menos servía para demostrar que podríamos descubrir hipotéticos océanos en las exotierras.


El mapa de la Tierra sin nubes comprimido en un sólo pixel cuyo albedo varía en función del periodo de rotación gracias a las observaciones de Deep Impact. Así se vería un mundo con océanos mediante una misión similar al TPF (NASA).

Por suerte, parece que las cosas pueden mejorarse, ya que según leemos en este artículo de Kawahara et al., empleando técnicas adecuadas se puede estimar la distribución superficial de albedo y la inclinación del eje de rotación para planetas de masa terrestre situados en la zona habitable de su estrella (exotierras) que se encuentren a menos de 5 ó 10 pársecs (entre 16 y 32 años luz) de distancia. Hasta ahora, las técnicas propuestas sólo tenían en cuenta variaciones de albedo debidas a la rotación del planeta, pero el equipo de Kawahara propone usar también las variaciones anuales para obtener resolución espacial en latitud. Simulando un planeta similar a la Tierra -pero sin nubes- al aplicar el algoritmo obtenemos los siguientes resultados:


Así podríamos ver un planeta similar a la Tierra con mucha suerte (Kawahara et al.).


Reconstrucciones de los mapas superficiales de un planeta similar a la Tierra teniendo en cuenta dos modelos con distinta relación señal-ruido (Kawahara et al.).

Puede que no parezcan muy espectaculares, pero hay que tener en cuenta que han sido obtenidos simulando las variaciones de brillo de un sólo punto de luz a lo largo de un año, y en todo caso, podemos apreciar claramente la distribución de los continentes y los océanos. Por otro lado, hay una serie de limitaciones a tener en cuenta: la capa nubosa añadiría ruido a la señal de la superficie y habría que filtrarla. La inclinación del eje planetario y la velocidad de rotación son también variables cruciales, ya que sería más complejo reconstruir la superficie de un planeta cuyo día tuviese una duración similar al de Venus. Pero eso no es todo. Teniendo en cuenta las distintas longitudes de onda de la luz reflejada podríamos levantar un mapa con las diferencias de color que nos revelarían la presencia de bosques alienígenas.


Mapas de color de un planeta similar a la Tierra. Se aprecia la vegetación que cubre amplias zonas del globo (Kawahara et al.).

Imagínense poder contemplar algún día el mapa de una exotierra situada a decenas de años luz y ser capaces de distinguir los oceános y los bosques de un mundo alienígena. Dan escalofríos de sólo pensarlo. Quizás dentro poco este sueño se haga realidad.


Más información:

• Global Mapping of Earth-like Exoplanets from Scattered Light Curves, Kawahara et al (abril 2010).