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Esta es la única forma real de saber si un exoplaneta alberga vida

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Ante la falta de consenso sobre qué hace que un mundo extraterrestre sea habitable, la única forma de confirmarlo consiste en detectarla. No obstante, los expertos piden mayor colaboración entre distintas disciplinas para poder aprovechar el potencial de las nuevas herramientas y software de modelado

  • por Neel V. Patel | traducido por Ana Milutinovic
  • 07 Octubre, 2019

Hace poco menos de un mes, los científicos anunciaron que habían detectado el vapor de agua en la atmósfera de K2-18b, el exoplaneta a 110 años luz de distancia. Pero lo más importante del hallazgo es que este planeta se encuentra en la "zona habitable" de su estrella (la región alrededor de una estrella lo suficientemente templada para contener el agua superficial en estado líquido, a veces denominada como la "zona de Ricitos de Oro"). Pero esta definición es bastante controvertida. Aunque ningún humano podría vivir en el planeta K2-18b, los expertos no se ponen de acuerdo sobre si sería posible encontrar alguna forma de vida microbiana extrema en él. Aunque esté en la "zona habitable", puede que K2-18b no sea para nada "habitable".

Este desacuerdo se debe, en parte, a que tampoco hay consenso sobre qué tipo de planeta es K2-18b, y también porque hay muchas formas diferentes de definir la habitabilidad. Algunos científicos creen que tener una superficie rocosa es esencial. Otros piensan que la vida microbiana podría existir en el aire, como las bacterias del polvo en el viento. Algunos piden pruebas de que posee una superficie gruesa y cálida, mientras que otros no están seguros de que sea necesaria.

Nada de esto debería sorprender. La habitabilidad es un término vago, poco claro. Si se pide a 100 científicos que definan qué hace que un planeta sea habitable, darán 100 respuestas diferentes. "Gran parte de la discusión empezó por lo que se sabe ya y por la tecnología disponible para modelar planetas", explica el astrónomo y astrobiólogo del Laboratorio Virtual Planet en la Universidad de Washington (EE. UU.) Rory Barnes.

Hasta hace relativamente poco, ni siquiera sabíamos si los exoplanetas eran comunes. Los astrónomos hicieron algunos descubrimientos, pero no sabían demasiado hasta que el Telescopio Espacial Kepler de la NASA se puso en marcha en 2009 con su preciso método para identificar planetas en movimiento alrededor de a sus estrellas.

Los datos de esas observaciones fueron extremadamente limitados. Por ejemplo, en 2007 los científicos descubrieron Gliese 581c, el primer exoplaneta rocoso que se encontraba dentro de la zona habitable. "En ese momento, esos eran los dos requisitos que la gente necesitaba para levantarse de la cama por la mañana y pensar que había algo a lo que valía la pena prestarle atención", destaca Barnes.

El agua es esencial para la vida tal como la conocemos, por lo que, por un lado, este era el primer punto realmente útil para delimitar qué nuevos mundos deberían llamar nuestra atención. Por otro lado, no se tomaron en cuenta otros requisitos de la vida, como una fuente de carbono, una fuente de energía y nutrientes esenciales, apunta la investigadora planetaria de la Universidad de Chicago (EE. UU.) Stephanie Olson.

Un planeta que carece de estas otras características resulta prácticamente tan inhabitable como Plutón. Además, un planeta no tiene que encontrarse en la zona habitable para ser habitable. La luna Europa de Júpiter y las lunas de Saturno Titán y Encélado son solo algunos ejemplos de los posibles "mundos oceánicos" que despiertan el interés de los astrobiólogos, a pesar de que están bastante alejados de la zona habitable del Sol.

Parte del problema reside en que hemos aislado indebidamente estas investigaciones de otras ciencias. El astrobiólogo planetario y director del Laboratorio de Habitabilidad Planetaria de la Universidad de Puerto Rico en Arecibo, Abel Méndez, señala: "Siempre les digo a los astrónomos, si queréis saber qué es la habitabilidad, simplemente hay que acudir a la biología". Muchos están preocupados por que los astrónomos estén aplicando incorrectamente las lecciones de la biología y la ciencia climática a los mundos extraterrestres, y que eso está causando muchas disputas.

Por otro lado, Barnes señala: "Existe el peligro de centrarnos demasiado en la Tierra. Entendemos muy bien cómo funciona nuestro planeta, y podríamos equivocarnos al pensar que ciertas firmas son automáticamente un signo de vida o que la impiden completamente". La vida podría existir, de alguna forma, en Titán o Europa, o tal vez incluso en Venus, pero no estamos preparados para encontrarla.

Para mejorar nuestro enfoque necesitamos un mayor intercambio de estudios y datos entre diferentes campos científicos. Eso nos lleva al Virtual Planet Lab, fundado en 2001 para comprender cómo se forma y evoluciona un planeta habitable, y cómo podríamos observar ese proceso en un exoplaneta real. El equipo docente del laboratorio, compuesto por científicos climáticos, investigadores atmosféricos, informáticos, biólogos, geofísicos y astrónomos, refleja el enfoque multidisciplinario que la ciencia planetaria debería seguir.

El laboratorio presentó recientemente VPLanet, un software abierto que simula la evolución de un planeta durante miles de millones de años, principalmente (aunque no exclusivamente) para evaluar si es o alguna vez fue potencialmente habitable y si podría tener agua líquida en su superficie.

Los modelos de VPLanet tienen en cuenta una serie de dinámicas diferentes, que incluyen procesos internos y geológicos, la evolución del campo magnético, el clima, el escape atmosférico, los efectos rotacionales, las fuerzas de la marea, las órbitas, la formación y evolución de las estrellas, las condiciones inusuales como los sistemas estelares binarios y las perturbaciones gravitacionales de los cuerpos que pasan. Otros investigadores pueden crear nuevos módulos que simulen otros procesos físicos e introducirlos al software.

Una herramienta como VPLanet podría ayudar a determinar qué planetas de zonas habitables (y otros buenos candidatos) merece la pena estudiar en profundidad. Pero sus intentos de explicar la historia de un planeta también podrían llevarnos a analizar algunos exoplanetas que normalmente habríamos descartado. Tendemos a pensar sobre la historia de la Tierra como un viaje evolutivo salvaje, pero Barnes sugiere que, en realidad, podría ser bastante manso en comparación con la de muchos otros exoplanetas que ahora estamos identificando.

"Los planetas que orbitan alrededor de las estrellas de masa baja, como Proxima b, probablemente tuvieron una evolución considerable", opina Barnes. La luminosidad de sus estrellas ha disminuido mucho más rápido, emiten más radiación de alta gama que es perjudicial para las atmósferas e inducen más efectos de marea en los planetas en órbita. Todo eso podría cambiar drásticamente el cálculo de si un planeta podría soportar la vida.

Otros modelos pueden ayudarnos a reconocer otros tipos de dinámicas que podrían promover u obstaculizar la vida. Algunos han reconsiderado los límites de lo que sería la zona habitable sobre la base de una ciencia climática más precisa. Olson fue coautor de un artículo reciente que analiza qué tipo de dinámica oceánica sería esencial para propiciar un ciclo de nutrientes favorable para la vida. La mera presencia de un océano, argumenta, no determina si ese nuevo mundo es habitable o no. Sin suficiente fuerza de rotación ni una atmósfera espesa, por ejemplo, un océano no influirá en las perspectivas de habitabilidad.

El investigador señala: "Lo que necesitamos es mejorar la representación de la biología en este tipo de modelos. Los biólogos tienen sus modelos, los científicos del clima tienen sus herramientas, y luego están los astrónomos. Debemos encontrar las formas de unir los datos".

Pero los modelos son solo una parte de la ecuación. También hace falta mejorar las observaciones de estos mundos. Queremos ver si un planeta tiene una atmósfera espesa compuesta por los elementos básicos para la vida. Queremos buscar la presencia de biofirmas como la del metano producido por procesos biológicos. Los instrumentos como los telescopios espaciales Hubble y Kepler de la NASA han tenido un gran impacto, pero sus capacidades ya están al límite (Kepler fue retirado el año pasado y Hubble está en sus últimos días).

El sucesor del Hubble, el telescopio espacial James Webb, está preparado para aumentar nuestra comprensión de estos exoplanetas. Su óptica inigualable y su capacidad para realizar incomparables observaciones en infrarrojo deberían permitirnos caracterizar las atmósferas de exoplanetas distantes sin grandes problemas. El telescopio espacial ARIEL de la ESA, que se lanzará en 2029, está diseñado para observar las estructuras químicas y térmicas de las atmósferas de los exoplanetas.

Méndez también cree que sería positivo que estemos abiertos a la detección de firmas tecnológicas, tal vez en forma de emisiones de radio, luces o productos químicos de la producción industrial. "Hay otras formas de mirar un sistema y encontrar algunos indicios de vida", asegura.

Sin embargo, la realidad es que "la única forma de saber si un lugar es habitable no consiste en medir estas diferentes variables, sino encontrar vida", concluye Méndez, y añade: "En biología, esa es la respuesta final. No hay otra forma de hacerlo". Por eso, todo lo demás no es más que una mera una aproximación, una evaluación de la potencial habitabilidad. Así que, por ahora, los debates continuarán.

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