¿Por qué la Tierra puede parecerse algún día a Marte?

Cada minuto la atmósfera terrestre emite al espacio exterior unos 180 kilos de hidrógeno y unos 3 kilos de helio. La astrofísica Anjali Tripathi estudia el fenómeno de la fuga atmosférica. En esta charla fascinante y accesible, considera cómo este proceso podría algún día (unos miles de millones de años a partir de ahora) convertir nuestro planeta azul en rojo.

Al mirar las estrellas en la noche,

es increíble lo que se ve.

Es hermoso.

Pero lo más increíble
es lo que no se puede ver,

porque lo que sabemos ahora

es que alrededor de cada estrella
o de casi toda estrella,

hay un planeta,

o quizá varios.

Lo que esta foto no muestra

son los planetas que conocemos

en el espacio.

Pero al pensar en los planetas,
solemos pensar en cosas lejanas

muy diferentes de las nuestras.

Pero aquí estamos en un planeta,

y hay tantas cosas increíbles
en la Tierra

que estamos buscando arduamente
para encontrar cosas así.

Y al buscar, encontramos cosas asombrosas.

Pero quiero contarles
algo increíble de la Tierra.

Y es que cada minuto,

180 kilos de hidrógeno

y unos 3 kilos de helio

emite la Tierra al espacio.

Es gas que se fuga y nunca vuelve.

El hidrógeno, el helio
y muchas otras cosas

componen lo que se conoce
como atmósfera terrestre.

La atmósfera son esos gases
que forman la delgada línea azul

que se ve desde la
Estación Espacial Internacional,

una foto que algunos astronautas tomaron.

Y esta tenue capa alrededor del planeta

permite que la vida florezca.

Protege al planeta de muchos impactos

de meteoritos y cosas así.

Y es un fenómeno tan asombroso

que el hecho de que desaparezca

debería asustarlos, al menos un poco.

Así que estudio este proceso

llamado fuga atmosférica.

La fuga atmosférica no es
específica del planeta Tierra.

Es parte de lo que significa
ser un planeta, si me preguntan,

porque los planetas, no solo la Tierra
sino en todo el universo,

pueden sobrellevar fugas atmosféricas.

Y la forma en que eso ocurre nos habla
realmente de los propios planetas.

Porque si pensamos en el sistema solar,

podríamos pensar en esta imagen.

Y diríamos, bueno,
hay ocho planetas, quizá nueve.

Para quienes estén estresados
por esta imagen,

añadiré algo para Uds.

(Risas)

Cortesía de Nuevos Horizontes,
incluimos a Plutón.

Y esto de aquí,

a fines de esta charla
y de la fuga atmosférica,

Plutón es un planeta en mi mente,

al igual que los planetas que orbitan
otras estrellas que no podemos ver

también son planetas.

Una de las características
fundamentales de los planetas

es que son cuerpos

unidos por la gravedad.

Mucho material unido

por esta fuerza que atrae.

Y estos cuerpos son muy grandes
y tienen mucha gravedad.

Por eso son redondos.

Por eso al mirarlos,

incluso Plutón,

son redondos.

Se puede ver que la gravedad
realmente entra en juego aquí.

Pero otra característica
de los planetas

que aquí no se ve,

es su estrella, el sol,

alrededor del cual orbitan todos
los planetas del sistema solar.

Y eso fundamentalmente guía
la fuga atmosférica.

Las estrellas fundamentalmente guían
la fuga atmosférica de los planetas

porque ofrecen a los planetas
partículas, luz y calor

y eso puede hacer que
las atmósferas se fuguen.

Si piensan en un globo de aire caliente,

o miran esta foto de las linternas
en Tailandia en un festival,

ven que el aire caliente puede
impulsar los gases hacia arriba.

Y con suficiente energía y calor,

algo que el sol produce,

ese gas, que es tan liviano,
solo retenido por la gravedad,

puede escapar al espacio.

Eso es lo que provoca
la fuga atmosférica

aquí en la Tierra y en otros planetas.

Esa interacción entre
el calor de la estrella

y el poder de superar la fuerza
de gravedad del planeta.

Ya les conté que ocurre

a una tasa de 180 kilos
por minuto de hidrógeno

y unos 3 kilos de helio.

Pero ¿qué pinta tiene eso?

Bueno, ya en los años 80,

tomamos imágenes de la Tierra

en ultravioleta

con la nave espacial
Dynamic Explorer de la NASA.

Estas dos imágenes de la Tierra

muestran el aspecto del resplandor
de la fuga de hidrógeno,

en rojo.

Y también pueden ver oxígeno y nitrógeno

en ese resplandor blanco

en el círculo que muestra las auroras

y también algunos mechones
alrededor de los trópicos.

Son fotos que nos muestran
de manera concluyente

que la atmósfera no está estrechamente
unida a nosotros aquí en la Tierra

sino que, en realidad,
se propaga hacia el espacio,

a un ritmo alarmante, podría añadir.

Pero la Tierra no está sola
en la fuga atmosférica.

Marte, nuestro vecino más cercano,
es mucho más pequeño que la Tierra,

por lo que tiene mucho menos gravedad
con la que mantener su atmósfera.

Y, aunque Marte tiene una atmósfera,

podemos ver que es mucho
más delgada que la terrestre.

Solo vean la superficie.

Se ven cráteres que indican
que no tuvo una atmósfera

que pudiera detener esos impactos.

Además, vemos que es el "planeta rojo",

y la fuga atmosférica juega un papel

en que Marte sea rojo.

Por eso pensamos que Marte
solía tener un pasado más húmedo,

y que el agua tuvo suficiente energía
y se descompuso en hidrógeno y oxígeno

y el hidrógeno, al ser tan liviano,
escapó al espacio

y el oxígeno que quedó

oxidó el suelo,

generando el rojo familiar
oxidado que vemos.

Está bien mirar imágenes de Marte

y decir que quizá ocurrió
la fuga atmosférica.

Pero la NASA tiene una sonda actualmente
en Marte llamada satélite MAVEN,

y su tarea real es estudiar
la fuga atmosférica.

Es Atmósfera Marciana
y la nave Evolución Volátil.

Y sus resultados ya han mostrado
imágenes muy similares

a lo visto aquí en la Tierra.

Hace tiempo que sabemos que Marte
estaba perdiendo su atmósfera,

pero tenemos algunas
imágenes impresionantes.

Aquí, por ejemplo,
pueden ver el círculo rojo

del tamaño de Marte,

y en azul se puede ver el hidrógeno
que se fuga del planeta.

Está llegando a más de 10 veces
el tamaño del planeta,

suficientemente lejos como para
ya no estar vinculado a ese planeta.

Se está fugando al espacio.

Y esto nos ayuda a confirmar ideas,

como por qué Marte es rojo
a partir de ese hidrógeno perdido.

Pero el hidrógeno no es
el único gas perdido.

Mencioné helio en la Tierra
y algo de oxígeno y nitrógeno,

y con MAVEN también podemos mirar
el oxígeno que se pierde en Marte.

Y pueden ver que dado que
el oxígeno es más pesado,

no puede llegar tan lejos
como el hidrógeno,

pero aun así se fuga del planeta.

No se lo ve todo confinado
a ese círculo rojo.

Por eso ver no solo la fuga atmosférica
en nuestro propio planeta

sino poder estudiarla
en otros sitios y enviar naves

nos permite aprender sobre
el pasado de los planetas

pero también sobre planetas en general

y sobre el futuro de la Tierra.

Así que una manera
de aprender sobre el futuro

es mediante planetas distantes
que no podemos ver.

Y debería tener en cuenta, sin embargo,
antes de continuar con eso,

no les voy a mostrar
fotos como esta de Plutón,

que podrían ser decepcionantes,

porque no las tenemos aún.

La misión Nuevos Horizontes
está estudiando la fuga atmosférica

que ocurrió en Plutón.

Estén atentos y esperen.

Yo quería hablar de los planetas

conocidos como exoplanetas en tránsito.

Cualquier planeta que orbita
una estrella que no sea el sol

se denomina exoplaneta,
o planeta extrasolar.

Y estos planetas que llamamos en tránsito

tienen la característica especial

de que si uno mira
esa estrella del medio,

verá que en realidad está parpadeando.

Y la razón del parpadeo

es que hay planetas que pasan
por delante todo el tiempo,

y está en una orientación especial

en la que los planetas bloquean
la luz de la estrella

y eso nos permite ver el parpadeo.

Y examinando en las estrellas
en el cielo nocturno

este movimiento parpadeante,

podemos encontrar planetas.

Así hemos podido detectar
más de 5000 planetas

en nuestra propia Vía Láctea,

y sabemos que hay muchos más
por ahí, como he mencionado.

Así que cuando miramos
la luz de estas estrellas,

no vemos, como dije, al planeta en sí,

sino un oscurecimiento de la luz

que podemos registrar en el tiempo.

Así la luz decae conforme el planeta
pasa delante de la estrella,

y ese es el parpadeo que vimos antes.

Así que no solo detectamos los planetas

Pero podemos mirar esta luz
en diferentes longitudes de onda.

Mencioné observar la Tierra
y Marte con luz ultravioleta.

Si observamos exoplanetas en tránsito
con el Telescopio Espacial Hubble,

encontramos que en el ultravioleta,

se ve un parpadeo mucho más grande,
mucho menos luz de la estrella,

cuando el planeta pasa por delante.

Y pensamos que se debe a una atmósfera
extendida de hidrógeno

alrededor del planeta

que le da un aspecto más hinchado

bloqueando de ese modo
más luz de la que vemos.

Mediante esta técnica hemos
podido descubrir en realidad

algunos exoplanetas en tránsito
que sufren fuga atmosférica.

Y estos planetas pueden
denominarse Júpiteres calientes,

a partir de algunos
que hemos encontrado.

Y eso debido a que son planetas
de gas como Júpiter,

pero están muy cerca de su estrella,

unas cien veces más cerca que Júpiter.

Y como está todo ese gas liviano
listo para escapar,

y todo ese calor de la estrella,

existe una tasa catastrófica
de fuga atmosférica.

En vez de los 180 kilos por minuto
de hidrógeno que pierde la Tierra,

en estos planetas

se pierden unos 590 millones
de kg de hidrógeno por minuto.

Puede que se pregunten, bueno,
¿esto hace que desaparezca el planeta?

Y eso se pregunta la gente

al mirar nuestro sistema solar,

porque los planetas más cercanos
al sol son rocosos,

y los planetas más lejanos
son más grandes y más gaseosos.

¿Podría haberse comenzado
con algo como Júpiter

que estuviera cercano al sol,

y perdiera todo su gas?

Ahora sabemos que si uno empieza
con algo como un Júpiter caliente,

no puede terminar en Mercurio o la Tierra.

Pero si uno empieza con algo más pequeño,

es posible que se fugara suficiente gas

como para producir
un impacto significativo

y dejara algo muy diferente
al planeta con el que empezó.

Todo esto parece algo genérico,

y podríamos pensar en el sistema solar,

¿pero qué tiene que ver eso
con la Tierra?

Bueno, en el futuro lejano,

el sol va a ser más brillante.

Y conforme eso ocurra,

el calor recibido del sol
será muy intenso.

Del mismo modo que el gas que
se fuga de un Júpiter caliente,

el gas saldrá de la Tierra.

Y podemos esperar,

o al menos prepararnos,

para que en el futuro lejano,

la Tierra se parezca más a Marte.

Nuestro hidrógeno, del agua
que se descompone,

se fugará al espacio más rápidamente,

y nos quedaremos con
este planeta seco y rojizo.

No teman, no ocurrirá hasta
dentro de miles de millones de años,

así que hay tiempo para prepararse.

(Risas)

Pero quería que estuvieran
al tanto de lo que ocurrirá

no solo en el futuro,

sino que la fuga atmosférica
ocurre mientras hablamos.

Hay mucha ciencia asombrosa que
uno oye que ocurre en el espacio

y planetas muy distantes,

y estudiamos estos planetas
para aprender sobre estos mundos.

Pero conforme aprendemos sobre Marte
o exoplanetas como Júpiteres calientes,

encontramos cosas como fugas atmosféricas

que nos dicen mucho más
sobre nuestro planeta Tierra.

Tengan en cuenta eso la próxima vez
que piensen que el espacio es lejano.

Gracias.

(Aplausos)