Biofirmas: en busca de vida en el universo

Podríamos pensar que, poco a poco, nos acercamos al momento de encontrar vida en otros mundos. Sin embargo, es una tarea muy complicada. Basta pensar en las biofirmas. Es decir, elementos químicos que nos digan, sin duda, que estamos ante un mundo habitado. Resulta que encontrar una no es nada fácil…

Una biofirma para encontrarlos a todos… o no

Las biofirmas y la búsqueda de vida....

Concepto artístico del exoplaneta rocoso HD 85512 b.
Crédito: NASA

Los telescopios de próxima generación, que irán entrando en funcionamiento en los próximos años, son un gran avance. Podremos observar las atmósferas de exoplanetas lejanos. En la Tierra sabemos que hay vida. Nuestra atmósfera es la que muestra esas señales. Sin embargo, extrapolarlo a otros planetas, y buscar las señales allí es muy complicado. No hay biofirmas universales. No hay una combinación que, sin ninguna duda, indique que hay vida en ese mundo.

Marte es el ejemplo más cercano y más familiar que podemos encontrar. Hace décadas que lo estudiamos. Allí, se han detectado cantidades importantes de metano en su atmósfera. En nuestro planeta, el metano es producto de seres vivos. Lo producen las bacterias y las vacas (por poner un ejemplo). Además, resulta que es un elemento que se rompe con mucha facilidad al entrar en contacto con la luz del Sol.

Así que sabemos que no es metano viejo, que tenga miles de millones de años. En Marte tiene que haber algún tipo de proceso que lo rellene constantemente. Pero sería un error pensar en la vida. Porque, además de ese método, hay otros para formarlo. Por ejemplo, el vulcanismo puede crearlo. Basta con que las rocas interaccionen con agua caliente. Así que nos deja en una situación incómoda, porque no podemos descartarlo…

Una búsqueda frustrante

Concepto artístico del exoplaneta Kepler-186f.
Crédito: NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech

La NASA ha intentado descubrir la fuente de ese metano en Marte. Para ello ha utilizado los rovers Spirit, Oportunity y Curiosity. Este último, en teoría, debería tener las herramientas para poder desentrañar el misterio. Durante varios meses, Curiosity detectó un aumento de metano en la superficie. Sin embargo, fue un hallazgo controvertido. El propio rover llevaba metano y, simplemente, podría haber contaminado el área a su alrededor.

Así que ese aumento podía haber sido provocado por sí mismo. También podría haber procedido del impacto de algún meteorito, que cayese cerca, y liberase ese gas contaminando los resultados. Pero es solo un ejemplo. En octubre de 2016, la misión ExoMars (de la Agencia Espacial Europea) llegó al planeta rojo. El aterrizador Schiaparelli se estrelló contra la superficie y no llegó a operar, pero el orbitador sí.

Analizó la atmósfera de Marte con gran detalle, buscando lugares en los que podría estar emitiéndose ese metano. De momento, no hay resultados concluyentes. Es decir, a pesar de llevar muchos años estudiando Marte, todavía hay dudas sobre qué sucede con ese metano. Se ha visto, sin ir más lejos, que los niveles aumentan y bajan con las estaciones. Algo que podría indicar que hay alguna forma de vida. Pero no se ha encontrado nada.

Las biofirmas son complejas

Este concepto artístico muestra el sistema de TRAPPIST-1 visto desde la superficie de uno de sus planetas.
Crédito: NASA/ESA/HST

Algunos telescopios ya pueden comenzar a examinar las atmósferas de planetas en torno a otras estrellas. Ya lo ha hecho el telescopio Spitzer con algunos planetas gigantes. El procedimiento es simple, basta con medir los elementos químicos de una estrella, mientras el planeta pasa por delante, y luego volver a hacer la medición sin el planeta. De esta manera, se puede determinar qué elementos pertenecen a cada uno.

La atmósfera de HAT-P-26b también es muy interesante. Se trata de un pequeño planeta, similar a Neptuno. En su atmósfera se encontró vapor de agua. De entre todas las biofirmas que se nos podrían ocurrir, seguramente es la más tentadora, ¿no? Sin embargo, no quiere decir que haya vida. Aunque en la Tierra hay vida allí donde hay agua, es posible tener este elemento sin que haya ninguna criatura que lo habite o use.

En 2019, el telescopio espacial James Webb va a profundizar en la observación de atmósferas. Los astrónomos podrán estudiar muchos más mundos y con un detalle mucho mayor. Uno de los primeros objetivos va a ser, obviamente, TRAPPIST-1. Sabemos que esta enana roja podría tener, al menos, entre dos y tres planetas en su zona habitable. El telescopio debería poder detectar algunas de las posibles biofirmas: ozono, metano y otros elementos…

¿Cómo despejar la duda?

El rover Curiosity haciéndose un autorretrato sobre la superficie de Marte.
Crédito: NASA

Sin embargo, todas estas biofirmas no son concluyentes. Así que la pregunta es inevitable. ¿Cómo podremos saber, sin duda alguna, que un planeta está habitado? El astrobiólogo John Lee Grenfell, del Centro Aeroespacial Alemán, ha creado un estudio muy interesante. En él, repasa las posibles biofirmas exoplanetarias que podemos esperar encontrar. En cada caso, considera cuál es la posibilidad de que indiquen que hay vida.

Dentro de esa lista de posibles biofirmas, el primero es el oxígeno molecular, u O2. Es uno de los elementos que respiramos. El oxígeno puede permanecer en una atmósfera durante miles de años sin que tenga una fuente que lo reponga. Aquí, en la Tierra, es el producto de la fotosíntesis. Sin embargo, un planeta que esté perdiendo su atmósfera, por acción de su estrella, vería como escapa todo su hidrógeno al espacio. El oxígeno molecular, sin embargo, sí permanecería. Así que nos dejaría con la duda.

Otra de las posibles biofirmas es el ozono, u O3. El oxígeno se convierte en ozono a través de un proceso químico atmosférico. Podría parecer un buen candidato, pero el problema es que hay procesos naturales que pueden producirlo. De hecho, hay una capa de ozono en Venus, Marte e incluso algunos de los satélites del Sistema Solar. Así que nos vuelve a dejar en el mismo lugar, no podríamos tomarlo como una señal de vida.

En busca de otras biofirmas

Fotografía de Marte tomada por el Rover Curiosity
Crédito: NASA

El óxido nitroso es otro buen candidato. Popularmente lo conocemos como gas de la risa. Es el producto de una bacteria en el suelo y, además, contribuye al ciclo del nitrógeno en la Tierra. Además, hay buenas noticias. La Tierra es el único planeta en el que lo hemos encontrado. Sin embargo, algunos científicos han desarrollado modelos sobre cómo este elemento podría haberse generado en la infancia de nuestro planeta, cuando un océano rico en azufre interaccionó con el nitrógeno.

Tanto Venus como Marte podrían haber pasado por un ciclo similar. Así que su presencia podría ser señales de vida o, simplemente, un planeta joven. También tenemos el caso del metano. En la Tierra lo producen los seres vivos. También está presente en Marte y no podemos olvidar los océanos líquidos de Titán. Hay otras posibilidades, otros hidrocarburos, como el etano o el isopreno, pero nos dejan en la misma situación.

Pero hay otra posibilidad, y no se trataría de biofirmas. En su lugar, los astrobiólogos lo llaman tecnofirmas. Entre ellas podríamos incluir cosas como los clorofluorocarbonos o la lluvia nuclear. Sin embargo, son elementos muy difíciles de detectar a años-luz de distancia. Hay incluso posibilidades extravagantes, como buscar planetas muertos. Es decir, mundos en la zona habitable, en los que la vida nunca llegó a arrancar.

Otras formas de buscarlo

Recreación del James Webb Space Telescope.
Crédito: NASA

Sin embargo, incluso este planteamiento, alejado de las biofirmas, tiene sus propias complicaciones. No es posible confirmar que un mundo esté realmente muerto. Los elementos químicos que podrías esperar ver en una atmósfera, como el dióxido de carbono, podrían ser absorbidos por el océano. Así que tampoco se puede utilizar para descartarlo. Quedan otras posibilidades para buscar biofirmas, en las que no haría falta analizar atmósferas.

La vegetación de la Tierra refleja una longitud de onda muy específica, la de 700-750 nanómetros. Algo que los astrobiólogos llaman borde rojo porque es un gran aumento en comparación a otras superficies. Hoy en día no hay telescopios que tengan esta capacidad, pero hay formas indirectas de observarlo. Por ejemplo, ver cómo se refleja la luz de un planeta en una luna cercana y analizándolo. Buscar el brillo del exoplaneta.

De hecho, ese mismo método aplicado a la Tierra, en su juventud, habría mostrado un brillo más púrpura por las bacterias Archaea. Hay multitud de observatorios, tanto en órbita como en superficie, que podrían ayudar a realizar estas observaciones. Eso sin olvidar la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, que va a analizar el 1% de las estrellas de la Vía Láctea, mostrando que tipos de estrellas hay, así como detectar miles de planetas que observar.

La tecnología no lo resolverá por completo

Concepto artístico del telescopio TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite).
Crédito: MIT

El telescopio TESS, que será lanzado en este 2018, buscará planetas de un tamaño similar al de la Tierra, y más grandes, en nuestro vecindario galáctico. La misión PLATO 2 buscará mundos rocosos en la zona habitable de otras estrellas. James Webb podrá estudiar sus atmósferas. Ya en 2030, se lanzará LUVOIR, un gigantesco telescopio espacial que será cuarenta veces más potente que el telescopio Hubble.

Todo esto es solo la punta del iceberg. Hay muchos otros observatorios, espaciales y terrestres, en diseño. Así que nuestra capacidad para analizar otros mundos va a seguir aumentando. Sin embargo,los astrobiólogos tienen por delante una dura tarea. Encontrar biofirmas que puedan demostrar, sin duda, que estamos observando un mundo habitado es extremadamente difícil. Hoy por hoy, se antoja casi imposible.

Así que es muy posible que el primer descubrimiento de un mundo habitado no llegue gracias a una prueba irrefutable. En su lugar, quizá sea la única conclusión que quede cuando se hayan descartado todas las explicaciones posibles. Sin embargo, es un proceso por el que tendremos que pasar si queremos dar con la respuesta a una de las grandes preguntas de la ciencia. ¿Estamos solos en el universo?

El estudio es John Lee Grenfell; “A Review of Exoplanetary Biosignatures”. Fue aceptado para su publicación en la revista Physics Reports en 2017 (si bien no se especifica la fecha). Puede ser consultado íntegramente en arXiv.

Referencias: Universe Today

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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1 respuesta

  1. Arnoldo De la Hoz dice:

    Leído.

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