Si existe vida extraterrestre cerca, lo más probable es que esté en este planeta
La mezcla de gases medida en el exoplaneta K2-18 b sugiere que podría tener un océano global bajo una atmósfera rica en hidrógeno, y los astrónomos incluso han detectado un tentador, aunque no confirmado, signo de vida.
Una ilustración muestra el aspecto que podría tener el exoplaneta K2-18 b según los datos científicos. Nuevas observaciones han revelado la presencia de moléculas que contienen carbono, como metano y dióxido de carbono. La abundancia de estos gases y la escasez de amoníaco apoyan la hipótesis de que puede haber un océano de agua bajo la atmósfera de K2-18 b.
Observaciones recientes realizadas por el telescopio espacial James Webb (JWST, por sus siglas en inglés)han revelado nuevos detalles de la atmósfera de un planeta lejano llamado K2-18 b. Un análisis realizado por un equipo europeo de investigadores han descubierto una abundancia de metano y dióxido de carbono con muy poco amoníaco, una combinación que sugiere que el mundo podría ser un tipo de planeta oceánico, anteriormente sólo teorizado.
K2-18b se encuentra a la distancia correcta de su estrella para que se considere posible la vida, y el nuevo análisis sugiere que otro compuesto, el sulfuro de dimetilo (DMS), producido por la vida en la Tierra, también podría estar en la atmósfera de este mundo acuático. Las observaciones de seguimiento intentarán determinar si el compuesto está realmente allí, y si está presente, se necesitaría trabajo adicional para descartar posibles fuentes no vivas del gas.
Incluso sin vida, K2-18b está ayudando a revelar toda una nueva clase de mundos más grandes que la Tierra pero más pequeños que Neptuno. Nikku Madhusudhan, astrónomo de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y autor principal del artículo en el que se anuncian los resultados, había teorizado anteriormente que estos planetas podrían albergar océanos líquidos bajo sus atmósferas.
Recuerda haber visto los datos que mostraban la presencia de hidrógeno y, lo que es aún más revelador, de metano y la ausencia de amoníaco. La investigación sugiere que un planeta grande como K2-18 b sólo podría tener esa proporción de gases si la atmósfera estuviera interactuando con el agua que hay debajo.
"Llevábamos una década buscando metano en estas atmósferas de baja temperatura y lo encontramos en el primer tránsito", explica; "fue un momento eureka".
En 2021, Madhusudhan acuñó la palabra para estos planetas húmedos: mundos hiceánicos. Aunque suena romántico, tiene su explicación; se trata de un acrónimo que combina las palabras hidrógeno y océano en un sólo término. Además de ser un tipo intrigante de planeta que no tenemos en el sistema solar, estos mundos son pragmáticos de estudiar: son más grandes que los mundos rocosos, lo que facilita que un telescopio espacial pueda medirlos con sensores remotos.
El telescopio James Webb escaneó el planeta durante un par de tránsitos de 2,5 horas frente a su estrella anfitriona en enero y abril. Los instrumentos de a bordo escrutaron la luz estelar que atraviesa la atmósfera del planeta, dando a los astrónomos pistas espectrales que pueden utilizarse para identificar los gases presentes.
El James Webb, con un coste en el momento de su lanzamiento de 10 000 millones de dólares (más de 9000 millones de euros), está demostrando a los investigadores su valía como herramienta para examinar planetas lejanos. Madhusudhan afirma que una observación de tránsito de cinco horas con el JWST proporciona más datos que ocho observaciones combinadas con el telescopio espacial Hubble, que tardarían años en realizarse. "Es revolucionario", afirma.
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Dónde buscar vida
Hay dos grandes corrientes de pensamiento entre los que buscan vida extraterrestre en exoplanetas: los que esperan encontrarla en un mundo rocoso, como la Tierra, y los que quieren buscar en mundos dominados por océanos.
El nuevo estudio proporciona nuevas y tentadoras pistas sobre posibles mundos oceánicos, y el James Webb también ha vuelto su mirada hacia objetivos rocosos. A principios de este año, el telescopio observó los planetas cercanos TRAPPIST-1 b y TRAPPIST-1 c, del tamaño de la Tierra, revelando que probablemente son rocas desnudas sin atmósferas protectoras de CO2, lo que hace improbable la vida. Los hallazgos sugieren que planetas rocosos como éstos, que orbitan alrededor de un tipo de estrella enana fría conocida por emitir llamaradas, podrían no ser entornos adecuados para los organismos vivos.
"Es extraordinario que podamos medir esto", afirmó Laura Kreidberg, del Instituto Max Planck de Astronomía de Alemania, una de las científicas que estudió el sistema TRAPPIST-1, en un comunicado. "Hace décadas que se cuestiona si los planetas rocosos pueden mantener atmósferas. La capacidad del James Webb realmente nos lleva a un régimen en el que podemos empezar a comparar los sistemas de exoplanetas con nuestro sistema solar de una manera que nunca antes habíamos hecho."
Aunque el nuevo estudio refuerza los argumentos a favor de la existencia de mundos hiceánicos, sigue habiendo explicaciones alternativas. Los mismos datos del James Webb pueden producir resultados ligeramente diferentes dependiendo de cómo se haga el análisis, a lo que los científicos se refieren a veces como el "canal de análisis de datos."
"La gente ya ha demostrado que los abundantes datos obtenidos por el JWST pueden depender en gran medida del proceso de análisis", afirma Sarah Hörst, científica planetaria de la Universidad John Hopkins, en Estados Unidos, especializada en química atmosférica y que no ha participado en el nuevo estudio. "Los cálculos necesarios para hacer tal afirmación son muy sensibles a la cantidad de diversas moléculas en la atmósfera".
Madhusudhan está de acuerdo en que hay que seguir trabajando para confirmar los resultados y dice que un equipo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA tiene tiempo reservado para escanear el planeta con el JWST a finales de este año para recopilar más datos. "Este es el comienzo de un largo camino", dice; "pero uno apasionante".
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¿Extraterrestres de un planeta oceánico?
Los planetas ricos en agua, como K2-18 b, son buenos candidatos en la búsqueda de vida extraterrestre; al fin y al cabo, es el medio que permitió el florecimiento de la Tierra. Pero ni siquiera un planeta con un océano líquido y una atmósfera rica en carbono tiene garantizado albergar organismos: tiene que tener el tamaño, la temperatura y la distancia a su sol adecuados, en lo que los científicos llaman "la zona habitable".
K2-18 b orbita alrededor de una estrella enana fría de la constelación de Leo, un lugar del espacio que cumple todos los criterios de la zona habitable. Pero el gran tamaño del planeta (8,6 veces la masa de la Tierra) puede jugar en contra de la vida. Su interior helado podría estar envuelto por un océano y una atmósfera delgados, por lo que el agua líquida podría estar evaporándose hacia el espacio, frustrando posiblemente las ambiciones de cualquier aspirante a forma de vida.
Pero hay otra pista en los datos del James Webb: la posible presencia de la molécula sulfuro de dimetilo. El DMS se encuentra en la atmósfera terrestre, producido por enjambres de fitoplancton en los océanos. También es el compuesto que hace que la cerveza alemana huela tan fuerte.
Por muy emocionante que sea la posibilidad de que esta molécula se encuentre en otro planeta, queda mucho camino por recorrer antes de que los científicos lo sepan con certeza. "En realidad, no parece que haya pruebas convincentes del DMS en sus datos", afirma Hörst.
El equipo de Madhusudhan, formado por seis personas, tiene tiempo reservado a principios del año que viene para utilizar el Mid-InfraRed Instrument (MIRI) del James Webb, un espectrógrafo optimizado para detectar DMS, con el fin de confirmar o refutar su presencia. "Pregúnteme el año que viene por estas fechas", dice sobre el momento en que se esperan los resultados de MIRI.
En la Tierra, no se conoce ningún proceso que cree moléculas de DMS salvo la vida oceánica. Sin embargo, en un mundo como K2-18 b podrían darse las condiciones adecuadas para la existencia de fuentes abióticas no vivas. "Nuestra comprensión de la química del azufre está muy centrada en la Tierra y Venus, que son atmósferas muy diferentes de una atmósfera dominada por el hidrógeno [como la de K2-18]", afirma Hörst; "necesitamos muchos más cálculos teóricos y mediciones de laboratorio para comprender cuáles son las diferentes vías posibles para crear y destruir el DMS en una atmósfera".
Si se detecta DMS en K2-18 b, "es el momento de que los teóricos se impliquen de verdad", afirma Madhusudhan. Su trabajo consistirá en realizar innumerables simulaciones de la química del planeta durante su vida, tratando de detectar cualquier posible vía que pudiera crear las firmas que JWST encontró sin la presencia de vida. "No tenemos que demostrar que es un biomarcador, porque lo es en la Tierra", afirma Madhusudhan. Solo cuando no se encuentre ninguna otra explicación se podrá defender la existencia de un océano vivo en el planeta.
En la ficción, la prueba de vida extraterrestre suele representarse con el descubrimiento de un fósil marciano, la recepción de una transmisión interestelar o incluso una visita extraterrestre verificada al jardín de la Casa Blanca. Pero el momento real en que la humanidad descubra que no estamos solos puede ser experimentado por un solitario analista de datos, sentado frente a la pantalla de un ordenador que ejecuta complejos modelos de química orgánica.
Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.
