Un nuevo estudio presenta varios escenarios en los que se podría producir un falso positivo de oxígeno. Se trata de combinaciones de características, en un exoplaneta rocoso, que podrían llevarnos, apresuradamente, a concluir que se podría estar observando un mundo potencialmente habitable…
Un falso positivo de oxígeno seguramente sea inevitable
Cuando pensamos en la búsqueda de vida extraterrestre, sabemos que el oxígeno desempeña un papel crucial. Es un elemento indispensable en la vida de la Tierra. Por eso, no es sorprendente que detectar oxígeno en un exoplaneta, con los telescopios que entrarán en funcionamiento próximamente, se tome como una señal que debería ser muy prometedora. Sin embargo, un nuevo estudio advierte de que un exoplaneta rocoso, alrededor de una estrella similar al Sol, podría llevarnos a un falso positivo de oxígeno. No tiene por qué ser como la Tierra…
En realidad, lo que hace el estudio es enfatizar que los telescopios de nueva generación no pueden, simplemente, ser capaces de detectar oxígeno. Es necesario disponer de otras líneas de investigación. Otros elementos que permitan entender correctamente qué se está observando. Como explican los investigadores, es posible tener oxígeno en una atmósfera y que el planeta no tenga vida. Por lo que resaltan que hay otras evidencias que perseguir, que permitirán distinguir si la presencia de oxígeno se trata de un positivo real o un falso positivo.
El objetivo es poder encontrar oxígeno biológico, aquel cuyo origen es el producto de la vida. En las próximas décadas, quizá en la de 2030, se espera disponer de telescopios que sean capaces de capturar imágenes y espectro de planetas similares a la Tierra, alrededor de estrellas similares al Sol. El objetivo ideal sería aquellos planetas que sean lo suficientemente parecidos al nuestro como para que la vida pueda haber aparecido en ellos. El siguiente paso, una vez identificados, sería estudiar su atmósfera para entender su naturaleza.
La importancia de un telescopio con las capacidades adecuadas
Los investigadores inciden en que, en los últimos tiempos, se ha hablado mucho de si la detección de oxígeno es suficiente como para considerar que se está ante una señal de vida. Su estudio, explican, destaca que es necesario poner en contexto esa detección. ¿Qué otras moléculas están presentes en la atmósfera además del oxígeno? ¿Qué indica su presencia, o la ausencia de otros elementos que quizá se esperase que estuviesen, respecto a su evolución? Para poder tener esa información hará falta un tipo de telescopio concreto.
Uno que tenga la capacidad de analizar un amplio rango de longitudes de onda del espectro. Así, será posible detectar diferentes tipos de moléculas en la atmósfera del planeta. Los investigadores han basado sus hallazgos en un modelo de simulación por ordenador sobre la evolución de planetas rocosos. Comienzan con el planeta en su infancia, completamente fundido, y avanzan a través de miles de millones de años de enfriamiento y procesos geológicos. Cambiando las condiciones iniciales (abundancia de elementos volátiles) se obtienen diferentes combinaciones.
El oxígeno puede acumularse, en la atmósfera de un planeta, cuando la luz ultravioleta más energética rompe las moléculas de agua en las capas altas de la atmósfera. Las separa en hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno. muy ligero, escapa al espacio, dejando tras de sí únicamente el oxígeno. Otros procesos pueden eliminar ese oxígeno de la atmósfera. El monóxido de carbono, y el hidrógeno, liberados por la roca fundida, por ejemplo, puede reaccionar con el oxígeno. La descomposición de rocas también atrapa oxígeno…
Diferentes escenarios que pueden llevar a un falso positivo de oxígeno
Según explican los investigadores, si se comienza con las condiciones iniciales de la Tierra, en cuanto a abundancia de elementos volátiles, siempre obtienen el mismo resultado. Sin vida no se consigue oxígeno en la atmósfera. Sin embargo, también vieron otros escenarios donde sí puede aparecer sin la intervención de la vida. Por ejemplo, un planeta que sea como la Tierra pero que tenga más agua. Tendrá océanos muy profundos, provocando una gran presión en la corteza. Esto impedirá que haya actividad geológica y que se pueda retirar oxígeno de la atmósfera.
En el caso opuesto, un planeta similar a la Tierra pero, con menos agua, la superficie de magma, del planeta recién formado, puede congelarse rápidamente, mientras el agua permanece en la atmósfera. Esta atmósfera de vapor pone la suficiente cantidad de agua en las capas altas como para que el oxígeno se pueda acumular al romperse, mientras el hidrógeno escapa. La secuencia típica, explican los investigadores, muestra la solidificación del magma de la superficie, al tiempo que el agua se condensa en océanos sobre ella.
Una vez ese agua se condensó, en el caso de la Tierra, el índice de escape del hidrógeno es bajo. Sin embargo, una atmósfera de vapor, tras la solidificación del magma, deja un período de en torno a un millón de años, en el que se puede acumular mucho oxígeno. Mucho del hidrógeno de la atmósfera escapa al espacio, y no hay ningún mecanismo para atraparlo en la superficie. En el tercer escenario, el planeta comienza como la Tierra, pero con una mayor proporción de dióxido de carbono frente a agua. ¿El resultado? Un mundo más parecido a Venus.
Un rompecabezas muy complejo
Un lugar demasiado cálido, con un efecto invernadero imparable que lo convierte en un entorno que no podrá condensar el agua de su atmósfera en la superficie. Todos los elementos volátiles, en ese escenario, comienzan en la atmósfera. Solo unos pocos permanecen en el manto. En estudios anteriores, la atención se ha puesto principalmente en los procesos atmosféricos. En este caso, se intenta entender la evolución geoquímica y térmica del manto y corteza de un planeta. Así como las interacciones entre la corteza y la atmósfera.
Es interesante observar cómo, a partir de una condición inicial común con pequeñas variaciones, se pueden dar mundos muy alejados a lo que vemos en la Tierra. Desde lugares con un efecto invernadero casi perpetuo, donde la vida no podría llegar a desarrollarse, a mundos acuáticos que carecerían de actividad geológica alguna. La vida, en ambos casos, probablemente no llegaría a aparecer. Lo mismo sucede con mundos que puedan ser demasiado secos. Por lo que, quizá, no baste simplemente con que un planeta se parezca a la Tierra.
Es algo que se terminará entendiendo tarde o temprano. Al solo saber de un planeta habitado, es difícil saber hasta qué punto la vida puede adaptarse a otros entornos. A través de observaciones, con los telescopios del futuro, en las próximas décadas, se tendrá un abanico mucho más amplio. Si la vida resultase necesitar de características muy específicas, para poder aparecer, podría ser más bien escasa. A fin de cuentas, con los exoplanetas descubiertos hasta el momento, ya se ha podido comprobar que hay una gran variedad de mundos en la Vía Láctea, y no todos acogedores…
Estudio
El estudio es J. Krissansen-Totton, J. Fortney, F. Nimmo y N. Wogan; «Oxygen False Positives on Habitable Zone Planets Around Sun‐Like Stars». Publicado en la revista AGU Advances el 13 de abril de 2021. Puede ser consultado en este enlace.
Referencias: Phys
