Gracias a numerosas misiones de las agencias espaciales, como puede ser la recién lanzada TESS, pero también cualquiera de los telescopios terrestres y espaciales, el ser humano está tratando de dar respuesta a la temida pregunta de si estamos solos en el universo.
Ahora, un nuevo estudio de la Universidad de California en Riverside (UCR) publicado en The Astronomical Journal Letters plantea que se puede buscar en exoplanetas lejanos los mismos cambios que se producen en la atmósfera terrestre durante las estaciones ya que estas variaciones pueden indicar que hay vida. De esta forma, a pesar de que el exoplaneta se encuentre a millones de años luz y, por el momento, no se pueda visitar, sabremos dar una respuesta a si estamos solos. Pero ¿qué cambios producen las estaciones que pueden delatar que hay vida en un exoplaneta? ¿Y cómo podríamos detectarlos?
Biofirmas para la búsqueda de vida extraterrestre
Su hipótesis se basa en buscar los productos de origen biológico en las atmósferas de los exoplanetas candidatos a albergar vida. Hay determinados gases que están asociados con los seres vivos, que son como huellas dactilares en la atmósfera de la existencia de posibles organismos vivos. Estas huellas son conocidas con el nombre de biofirmas (biosignatures, en inglés) y aunque parezca que dar con ellas es difícil, no es así. O más bien no lo será con la próxima generación de telescopios, como el James Webb, ya que serán capaces de medir la composición de los gases que rodean los planetas.
No obstante, sí hay posibilidades de que las biofirmas puedan engañar a los científicos. Por este motivo y para completar los marcadores, el Instituto de Astrobiología de la NASA está financiando a científicos del Centro de Astrobiología de Tierras Alternativas de Riverside, de la Universidad de California, para que desarrollen el primer cuadro cuantitativo para biofirmas dinámicas basada en los cambios estacionales que se producen en la atmósfera terrestre.
La Tierra orbita alrededor del Sol con un eje inclinado, lo que significa que hay zonas que reciben más rayos de luz en distintas épocas del año. Los signos más visibles de este fenómeno son los cambios de estación y la duración de los días, pero la composición de la atmósfera, aunque no podamos verla, también varía. Por ejemplo, el hemisferio norte es el que tiene la mayor parte de vegetación del mundo y en verano el crecimiento de las plantas produce niveles notablemente más bajos de dióxido de carbono en la atmósfera.
"La estacionalidad atmosférica es una biofirma prometedora porque está biológicamente modulada en la Tierra y es probable que ocurra en otros mundos habitados", dice Olson. "Deducir que hay vida en función de la estacionalidad no requeriría una comprensión detallada de la bioquímica alienígena, ya que surge como una respuesta biológica a los cambios estacionales en el medioambiente, en lugar de como consecuencia de una actividad biológica específica que podría ser única en la Tierra", explica. Además, las órbitas extremadamente elípticas, como la inclinación del eje de la Tierra, podrían producir estacionalidad en planetas extrasolares expandiendo el rango de posibles objetivos en los que buscar biofirmas.
Ozono como biofirma
Los investigadores de este estudio identifican oportunidades y dificultades asociadas con la caracterización de la formación estacional y la destrucción de oxígeno, dióxido de carbono, metano y su detección mediante una técnica llamada espectroscopia. También han modelado las variaciones del oxígeno atmosférico (O2) en un planeta portador de vida con bajas cantidades de oxígeno, como ocurrió hace miles de millones de años en la Tierra. Así descubrieron que el ozono (O3), uno de los gases relacionados con la posible existencia de vida, sería un marcador más fácil de medir para la variabilidad estacional del oxígeno que el oxígeno mismo en planetas con una oxigenación débil.
“Es importante que modelemos este tipo de escenarios ahora, para que los telescopios espaciales y terrestres del futuro puedan diseñarse para identificar biofirmas más prometedoras”, señala Edward Schwieterman, investigador postdoctoral en UCR. “En el caso del ozono, necesitamos telescopios que incluyan capacidades ultravioletas para detectarlos de manera fácil”.
Schwieterman comenta que el desafío en la búsqueda de la vida extraterrestre es la ambigüedad de los datos recopilados de zonas tan lejanas. Los falsos positivos (procesos no biológicos que se disfrazan de posibles organismos vivos) y los falsos negativos (la vida en un planeta que produce pocas o ninguna biofirmas) son las principales preocupaciones de los investigadores.
"Tanto el oxígeno como el metano son biofirmas prometedoras, pero hay formas en que pueden producirse sin vida", explica Schwieterman. Por ejemplo, parece que el metano está presente en la atmósfera de Marte, esto puede hacer pensar que hay vida. Sin embargo, no solo se produce por esto, sino que también por procesos geológicos no visibles. Habrá que esperar a los resultados de la misión ExoMars de la Agencia Espacial Europea (ESA), que orbita ya alrededor del planeta rojo.
Olson señala que el metano y el oxígeno en los cambios estacionales se deben tratar más como mera información que como confirmación de la vida. "Una forma de evaluar los exoplanetas sería observar sus atmósferas a lo largo de sus órbitas para ver si podemos detectar cambios en estos gases de biofirma en el transcurso de un año", dijo. "En algunas circunstancias, tales modificaciones serían difíciles de explicar sin vida e incluso podrían permitirnos avanzar hacia la caracterización, en lugar de simplemente reconocer, la vida en un exoplaneta".
Timothy Lyons, profesor de Biogeoquímica en el Departamento de Ciencias de la Tierra de la UCR y director del Centro de Astrobiología de Tierras Alternativas de Riverside, comenta que este trabajo avanza el enfoque fundamental de la búsqueda de vida en planetas muy distantes sobre todo para "encontrar una versión temprana de la Tierra". "Las variaciones estacionales reveladas por el ozono serían más fácilmente detectables en un planeta como la Tierra hace miles de millones de años, cuando la mayoría de la vida sigue siendo microscópica y habita en el océano".
Mientras se empieza a poner en práctica las conclusiones de este estudio tendremos que seguir preguntándonos: ¿Hay vida ahí fuera?