La humanidad se enfrenta a una amenaza atmosférica creada por nosotros mismos, y nuestras disputas internas están obstaculizando nuestra capacidad de neutralizarla. Pero si aguantamos lo suficiente, se producirá la situación contraria: nuestro clima se enfriará y tendremos que encontrar la manera de calentarlo. Si ese día llega, debemos estar lo suficientemente organizados para afrontar el desafío.

Si hay otras civilizaciones en la galaxia, es posible que alguna de ellas ya esté afrontando un enfriamiento del clima o una era glacial. ¿Podríamos detectar los productos químicos de efecto invernadero que estarían emitiendo deliberadamente a su atmósfera en un intento de calentar su planeta?

Una nueva investigación en The Astrophysical Journal explica cómo el JWST o un futuro telescopio llamado LIFE (Large Interferometer For Exoplanets) podría detectar ciertas sustancias químicas en la atmósfera de un exoplaneta que indican un intento intencional de calentarlo. El título es “ Gases artificiales de efecto invernadero como tecnofirmas de exoplanetas”. El autor principal es Edward Schwieterman, profesor asistente de astrobiología en UC Riverside e investigador científico en el Instituto de Ciencias Espaciales Blue Marble en Seattle, Washington.

» Se han propuesto contaminantes atmosféricos como los clorofluorocarbonos y el NO 2 como posibles gases atmosféricos con tecnofirma detectables de forma remota», escriben los autores en su artículo. «Aquí investigamos el potencial de los gases de efecto invernadero artificiales, incluidos CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , SF 6 y NF 3 , para generar firmas atmosféricas detectables».

Los tres primeros son perfluorocarbonos, gases de efecto invernadero (GEI) potentes y de larga duración. El SF6 es hexafluoruro de azufre y el NF3 es trifluoruro de nitrógeno. Ambos son gases de efecto invernadero con potenciales de calentamiento global 23.500 veces mayores y 17.200 veces mayores que el CO2 durante un período de 100 años.

Estos gases de efecto invernadero artificiales podrían ser una firma tecnológica de una civilización que intenta activamente calentar su planeta. Son de larga duración, tienen baja toxicidad y un bajo potencial de falsos positivos. Además, se producen solo en pequeñas cantidades de forma natural. Su presencia indica producción industrial.

“Para nosotros, estos gases son malos porque no queremos aumentar el calentamiento. Pero serían buenos para una civilización que tal vez quisiera prevenir una inminente edad de hielo o terraformar un planeta que de otro modo sería inhabitable en su sistema, como los humanos han propuesto para Marte”, dijo el astrobiólogo de la UCR y autor principal, Edward Schwieterman.

Estos productos químicos podrían persistir en la atmósfera hasta 50.000 años, lo que los hace casi ideales para una civilización que enfrenta un futuro helado. «No sería necesario reponerlos con demasiada frecuencia para mantener un clima hospitalario», dijo Schwieterman en un comunicado de prensa.

A diferencia de los CFC (clorofluorocarbonos), que dañan la capa de ozono, estos productos químicos son en gran medida inertes. Cualquier civilización lo suficientemente inteligente como para diseñar su atmósfera evitaría los CFC. Los CFC tampoco duran mucho en una atmósfera de oxígeno y no serían grandes firmas tecnológicas.

“Si otra civilización tuviera una atmósfera rica en oxígeno, también tendría una capa de ozono que querría proteger”, dijo Schwieterman. “Los CFC se desintegrarían en la capa de ozono al mismo tiempo que catalizan su destrucción”.

Pero desde nuestro punto de vista de búsqueda de ETI, lo mejor de las sustancias químicas que los investigadores están estudiando son sus prominentes firmas infrarrojas en concentraciones extremadamente bajas.

“En una atmósfera como la de la Tierra, sólo una de cada millón de moléculas podría ser uno de estos gases, y sería potencialmente detectable”, dijo Schwieterman. “Esa concentración de gases también sería suficiente para modificar el clima”.

Para comprender estos químicos y su detectabilidad, el equipo de investigación simuló la atmósfera de TRAPPIST 1-f . Este exoplaneta rocoso muy estudiado se encuentra en la zona habitable de una estrella enana roja a unos 40 años luz de distancia, lo que lo convierte en un objetivo de observación realista a esa distancia.

Esta ilustración de un artista muestra el exoplaneta TRAPPIST-1f, una supertierra potencialmente rocosa que orbita en la zona habitable de una enana roja. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech

Este estudio se basa en los resultados potenciales del telescopio LIFE, que todavía es un concepto. Su propósito es examinar las atmósferas de docenas de exoplanetas terrestres cálidos. LIFE se basa en conceptos de telescopios de hace un par de décadas, como la nave espacial Darwin de la Agencia Espacial Europea . Darwin no se construyó, pero la idea detrás de él era doble: encontrar exoplanetas similares a la Tierra y buscar evidencia de vida.

Darwin fue concebido como un interferómetro , y LIFE también. LIFE tendría cuatro telescopios espaciales separados que actuarían como uno solo.

Esta ilustración de un artista muestra los cuatro telescopios de LIFE y su unidad central actuando como interferómetro. Los interferómetros crean un "telescopio virtual" grande y potente. Crédito de la imagen: LIFE/ETH Zurich


Esta ilustración de un artista muestra los cuatro telescopios de LIFE y su unidad central actuando como interferómetro. Los interferómetros crean un “telescopio virtual” grande y potente. Crédito de la imagen: LIFE/ETH Zurich

Con LIFE, los GEI serían más fáciles de ver que otras biofirmas estándar como O 2 , O 3 , CH 4 y N 2 O. Pero a diferencia de estas sustancias químicas, que pueden dar falsos positivos sin un contexto planetario, los GEI son más parecidos a tecnofirmas, que pueden entenderse de forma más independiente de la química atmosférica. «A diferencia de las biofirmas, muchas tecnofirmas pueden proporcionar una mayor especificidad (menos potencial de «falso positivo»), ya que muchas supuestas tecnofirmas tienen canales de formación abiótica más limitadas en comparación con las biofirmas», explican los autores en su investigación.

Estas figuras muestran algunos de los espectros de transmisión de simulación de la investigación. El panel superior muestra cómo diferentes concentraciones de tres de los GEI aparecen en la espectrometría MIR para un planeta TRAPPIST 1-f simulado similar a la Tierra. El panel inferior muestra cómo aparecen las diferentes concentraciones de NF3. O3 se muestra porque aparece en la misma banda. La línea negra es el espectro atmosférico sin los GEI. Los resultados de 100 ppm provienen de la observación del planeta durante 10 tránsitos. Crédito de la imagen: Schwieterman et al. 2024.
Estas figuras muestran algunos de los espectros de transmisión de simulación de la investigación. El panel superior muestra cómo diferentes concentraciones de tres de los GEI aparecen en la espectrometría MIR para un planeta TRAPPIST 1-f simulado similar a la Tierra. El panel inferior muestra cómo aparecen las diferentes concentraciones de NF 3 . O 3 se muestra porque aparece en la misma banda. La línea negra es el espectro atmosférico sin los GEI. Los resultados de 100 ppm provienen de la observación del planeta durante 10 tránsitos. Crédito de la imagen: Schwieterman et al. 2024.

Un aspecto deseable de la búsqueda de estos GEI con firma tecnológica es que los astrónomos puedan encontrarlos como parte de un esfuerzo general para estudiar las atmósferas.

“No se necesitaría un esfuerzo extra para buscar estas tecnofirmas si el telescopio ya está caracterizando el planeta por otras razones”, dijo Schwieterman. “Y sería asombrosamente asombroso encontrarlas”.


Estas cifras muestran algunos de los espectros de emisión simulados de GEI en comparación con la Tierra sin firmas tecnológicas. También muestran algunas de las firmas tecnológicas en diferentes concentraciones de PPM y el O3, CO2 y H20 de la Tierra. Los espectros son diferentes a los espectros de transmisión. Crédito de la imagen: Schwieterman et al. 2024.
Estas cifras muestran algunos de los espectros de emisión simulados de GEI en comparación con la Tierra sin firmas tecnológicas. También muestran algunas de las tecnofirmas en diferentes concentraciones de PPM y O 3 , CO 2 y H 2 0 de la Tierra. Los espectros son diferentes a los espectros de transmisión. Crédito de la imagen: Schwieterman et al. 2024.

Este no es un escenario futurista a la espera del desarrollo de nuevas tecnologías. Según Daniel Angerhausen, tenemos la capacidad de hacerlo pronto. Angerhausen es del Instituto Federal Suizo de Tecnología/PlanetS, una organización colaboradora de LIFE.

“Nuestro experimento mental muestra cuán poderosos serán nuestros telescopios de próxima generación. Somos la primera generación en la historia que tiene la tecnología para buscar sistemáticamente vida e inteligencia en nuestro vecindario galáctico”, dijo Angerhausen.

Esta figura conceptual ilustra un hipotético planeta habitado similar a la Tierra terraformado con varias abundancias combinadas de gases de efecto invernadero artificiales C3F8, C2F6 y SF6 y sus espectros cualitativos de transmisión MIR (arriba) y emisión (abajo). Crédito de la imagen: Sohail Wasif, UC Riverside/Schwieterman et al. 2024.
Esta figura conceptual ilustra un hipotético planeta habitado similar a la Tierra terraformado con varias abundancias combinadas de gases de efecto invernadero artificiales C 3 F 8 , C 2 F 6 y SF 6 y sus espectros cualitativos de transmisión MIR (arriba) y emisión (abajo). Crédito de la imagen: Sohail Wasif, UC Riverside/Schwieterman et al. 2024.

«Si bien todos los escenarios de tecnofirma son especulativos, sostenemos que es poco probable que los gases con tecnofirma que contienen flúor se acumulen hasta niveles detectables en una tecnosfera debido únicamente a la emisión involuntaria de contaminantes industriales (o producción volcánica)», escriben los autores.

También explican que antes de que se identificaran las tecnofirmas individuales de GEI, las firmas de absorción MIR o NIR anómalas “… serían consistentes con la presencia de gases de efecto invernadero artificiales en una tecnosfera candidata”.

En su conclusión, dicen que los GEI son tecnofirmas viables que se pueden encontrar durante las caracterizaciones rutinarias de exoplanetas. «Tanto los resultados positivos como los negativos contribuirían significativamente a la búsqueda de vida en otros lugares», concluyen.

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