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Cuando se trata de estudiar mundos extraterrestres, el telescopio espacial James Webb podría equivocarse drásticamente, aunque no por culpa suya.
Esa es la conclusión de un nuevo estudio realizado por investigadores que no se fijaron en la óptica del telescopio Webb, sino en los modelos que los científicos utilizan para interpretar los hallazgos después de que el telescopio haya realizado una observación.
En concreto, los modelos que los científicos utilizan para entender la opacidad, la facilidad con la que la luz pasa a través de una atmósfera, no son lo suficientemente precisos, según el estudiante graduado del MIT Prajwal Niraula, coautor de un nuevo artículo publicado el jueves en Nature Astronomy. Y puesto que el Webb estudia los exoplanetas -planetas alrededor de estrellas distintas de nuestro Sol- midiendo las longitudes de onda de la luz que atraviesa la atmósfera de un planeta mediante su instrumento de espectroscopia, los modelos menos precisos podrían significar que las observaciones del telescopio Webb se alejan de la realidad en un orden de magnitud.
“Actualmente, el modelo que utilizamos para descifrar la información espectral no está a la altura de la precisión y la calidad de los datos que tenemos del telescopio James Webb”, dijo Niraula en un comunicado de prensa. “Tenemos que subir la apuesta y abordar juntos el problema de la opacidad”.
El instrumento espectrómetro de Webb obtiene un “espectro”, una colección de longitudes de onda de la luz que brilla a través de la atmósfera de un exoplaneta. Dado que las diferentes moléculas absorben la luz a diferentes longitudes de onda, el patrón único de un espectro puede indicar a los científicos qué compuestos están presentes en qué cantidades en la atmósfera de un planeta, incluyendo gases y sustancias orgánicas que podrían indicar signos de actividad biológica.
Por lo tanto, no resolver el problema del modelo de opacidad, en la práctica, podría significar que los científicos se pierdan los signos de vida en un exoplaneta, o que obtengan un falso positivo para los posibles signos de vida extraterrestre en la atmósfera de un exoplaneta.
“Hay una diferencia científicamente significativa entre que un compuesto como el agua esté presente en un 5 por ciento frente a un 25 por ciento, que los modelos actuales no pueden diferenciar”, dijo en un comunicado de prensa Julien de Wit, profesor asistente del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT y coautor del estudio.
En su estudio, los investigadores crearon modelos de opacidad alternativos que alteraban ciertas suposiciones sobre cómo la luz y la materia interactuarían en la atmósfera de un exoplaneta. A continuación, introdujeron los espectros de Webb a través de estos modelos y cada uno produjo resultados muy diferentes entre sí, pero también que cada modelo parecía ajustarse a los datos muy bien; en otras palabras, sería difícil para los científicos que miran esos datos saber que estaban equivocados, a menos que supieran qué buscar.
“Descubrimos que hay suficientes parámetros que se pueden ajustar, incluso con un modelo equivocado, para obtener un buen ajuste, lo que significa que no se sabría que el modelo está equivocado y que lo que dice es incorrecto”, dijo el Dr. de Wit.
Los investigadores sugieren varias formas de mejorar los modelos de opacidad para que puedan igualar la precisión de la óptica de Webb, empezando por más experimentos de laboratorio para fundamentar los modelos, el refinamiento de los mismos y una base de datos central con un formato estandarizado para ayudar a los astrónomos a actualizar sus modelos a partir de datos espectrales y experimentos.
“Se podrían hacer muchas cosas si supiéramos perfectamente cómo interactúan la luz y la materia”, dijo el Sr. Niraula. “Lo sabemos lo suficientemente bien en torno a las condiciones de la Tierra, pero en cuanto nos trasladamos a diferentes tipos de atmósferas, las cosas cambian, y eso supone un montón de datos, cada vez de mayor calidad, que corremos el riesgo de malinterpretar”.
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