Astrobiología: en busca de otros oasis galácticos

11/06/2014 0 comentarios
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El descubrimiento de miles de planetas extrasolares nos hace reflexionar en el papel y la extensión de los seres vivos en el Universo

¡Bienvenidos a una nueva entrada del Blog Meteoritos y Ciencias Planetarias! Abordaré hoy un aspecto fascinante de la exploración espacial futura que entronca con nuestra propia existencia. Se trata de la búsqueda de vida en otros oasis de nuestra galaxia o, incluso, en nuestro sistema planetario en su forma más sencilla. Pero nuevas perspectivas se abren gracias al descubrimiento de planetas extrasolares, cuyo anuncio se hace cada vez más frecuente (Giménez Cañete, 2012). Para explicarles a grandes rasgos la evolución química del Universo y el regalo de complejidad proporcionado por la evolución estelar para crear esos planetas y a los seres que deben habitarlos permítanme que retorne a los orígenes del Universo mismo y de la materia que nos forma.

Hace 14.000 millones de años la nucleosíntesis primordial daría lugar a la formación de los primeros elementos químicos, mayoritariamente hidrógeno y helio pero con pequeñas trazas de litio, berilio y boro. La gravedad formaría las estrellas de la primera generación que comenzarían a sintetizar el resto de los elementos químicos de la tabla periódica. La muerte de estas estrellas, las mayores en forma explosiva como supernovas, permitió abonar las galaxias con los elementos químicos sintetizados en sus interiores. Eso condujo a la formación de nuevas generaciones de estrellas con un contenido químico más diverso. Los metales harían su aparición en la formación de sistemas planetarios como el nuestro pues alrededor de esas estrellas evolucionadas condensarían granos metálicos y silicatos. Estos materiales darían lugar por agregación a los planetas de tipo rocoso como la Tierra (Trigo Rodríguez, 2012). No sólo esos elementos fundamentales entrarán en juego: aquellos otros constitutivos de los organismos vivos en nuestro planeta (que suelen abreviarse con el acrónimo CHON correspondiente al carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno) quedan almacenados en asteroides condríticos y cometas que los almacenan y transportan cuando tras innumerables colisiones surjan los planetas diferenciados. 


 Fig. 1

Figura 1. Nuestra galaxia es una enorme espiral con cerca de trescientos mil millones de estrellas. Posiblemente contenga tantos planetas como estrellas. Este diagrama que reconstruye su apariencia externa indica la posición de nuestro Sistema Solar. Crédito imagen: (R. Hurt-SSC/JPL-Caltech-NASA)

De hecho, tantas incógnitas permanecen abiertas sobre el origen de la vida que se han planteado múltiples escenarios. Hasta es posible que la ruta química hacia la vida haya seguido múltiples caminos en el Universo. No sólo la grandiosidad del Universo nos hace pensar que no podemos estar solos sino también la similitud química: en todas direcciones vemos nebulosas y estrellas formadas por los mismos elementos químicos. Si bien existen fluctuaciones en las abundancias elementales a escala local, lo cierto es que la composición química de nuestra galaxia es fruto del legado de la nucleosíntesis estelar de varias generaciones previas de estrellas. La complejidad química creciente del Universo surge como consecuencia de la nucleosíntesis estelar y parece culminar en la construcción de planetas como la Tierra. Además la información recopilada del estudio de otros entornos nos indica que los elementos biogénicos también pueden aparecer en otros sistemas planetarios en abundancias tales como para protagonizar el surgimiento de vida en otros rincones galácticos.

Nuestro entendimiento acerca de la vida se basa en la única que conocemos: la terrestre. Sin embargo, su enorme diversidad y capacidad de adaptación a los diferentes entornos y rangos resulta sorprendente. Podemos partir de la hipótesis de que la vida que conocemos surgiese en la Tierra aunque ni siquiera podemos estar seguros de tal premisa. De hecho, ni tan sólo hemos explorado todos los lugares del Sistema Solar en que podría haberse dado la aparición de la vida. Sospechamos que ésta también se podría haber dado en Marte, o incluso en determinados cuerpos planetarios más exóticos formados alrededor de Júpiter y Saturno. Un claro ejemplo son los satélites Europa, Encelado y Titán, entre otros. Algunos de estos cuerpos poseen enormes océanos pero todavía desconocemos qué se esconde bajo su recóndita superficie helada. Ciertamente, su exploración necesitará décadas o siglos desde ahora, haciendo que la exploración del subsuelo de Marte, otro lugar potencialmente interesante, parezca una sencilla tarea de niños curiosos. En cualquier caso se auguran grandes descubrimientos a raíz de la exploración espacial de nuestro sistema solar durante este siglo y venideros (Trigo Rodríguez, 2012).

 Fig. 2

Figura 2. La creciente complejidad química del Universo quizá conlleve a la aparición de la vida en innumerables rincones (NASA).

LA DIVERSIDAD DE OTROS MUNDOS LEJANOS

Hemos hablado de nuestro sistema planetario pero no cabe duda que el panorama de mundos habitables (o deberíamos decir habitados) se pierde con las abrumadoras distancias. Agarrémonos bien y no perdamos la perspectiva: nuestra galaxia se extiende en el plano donde se encuentran los brazos espirales. Eso es la distancia recorrida por un rayo de luz en el vacío durante 100.000 años (es decir 100.000 años/luz) y contiene varios cientos de millones de estrellas. Aunque no todas las estrellas de nuestra galaxia hayan consolidado planetas a su alrededor un porcentaje importante de quizás alrededor de un 10% contenga un número realmente indeterminado de cuerpos planetarios. Hoy sabemos que no sin razón Epicuro (341-270 a.C.) preconizaba hace más de dos milenios: "existen innumerables mundos tanto parecidos como diferentes al nuestro".

Sin embargo, durante más de dos milenios el descubrimiento de esos mundos situados alrededor de otras estrellas permaneció esquivo. La razón de que hayamos tardado todo ese intervalo de tiempo en descubrir planetas extrasolares estriba en la enorme dificultad intrínseca que la detección de planetas alrededor de otras estrellas plantea. A diferencia de las estrellas que emiten luz propia, los planetas reflejan una ínfima parte de la recibida de sus estrellas y se muestran ante los telescopios miles de millones de veces más débiles en el rango de la luz visible que las estrellas que los albergan.

En cualquier caso los descubrimientos de planetas extrasolares acaecidos con diferentes técnicas durante las dos últimas décadas corroboran que haya tantos o más planetas como estrellas en cada galaxia. Hoy en día la Extrasolar Planets Encyclopaedia (exoplanet.eu) confirma la existencia y características de 1.795 planetas en 1.114 sistemas planetarios diferentes. Los diversos programas de búsqueda en marcha, particularmente los telescopios espaciales dedicados como Kepler, hacen que ese número esté ampliándose exponencialmente en los últimos años. El recientemente descubrimiento del planeta rocoso Kepler-10c, entre otros, constituyen ejemplos de la diversidad de otros mundos (Fressin et al.,2011)

 Fig. 3

Figura 3. La recientemente descubierta mega-Tierra, catalogada como Kepler-10c, un planeta rocoso con un diámetro 2,3 veces el de la Tierra y una atmósfera delgada, nos hace pensar en la posible existencia de vida en estos lejanos planetas. Recreación artística de David A Aguilar (CfA).

La ubicuidad de la química orgánica y su capacidad para combinarse en moléculas complejas hace pensar en su potencial enorme para crear formas de vida. Quizás hayan surgido microorganismos en otros lugares y condiciones si bien no comprendamos todavía cómo se produce ese tránsito entre química y la bioquímica. De ser así tales organismos con sus metabolismos peculiares habrán incorporado compuestos químicos fuera del equilibrio en las atmósferas de sus planetas. En un futuro esas firmas peculiares serán detectadas por nuestros espectrómetros y encontraremos los ansiados oasis de la vida.

Ahora más que nunca la exploración espacial nos debe hacer amplios de miras. Mediante los diferentes programas en marcha podemos decir que cada semana se descubren nuevos planetas extrasolares. Recientemente se han descubierto mundos rocosos alrededor de otras estrellas en las condiciones presumiblemente favorables para encontrar vida. Muy pronto podremos obtener las firmas espectrales de moléculas trazadoras de procesos bioquímicos en las atmósferas de algunos de esos planetas. Además, conociendo exactamente los lugares propicios para la vida quizás no estemos tan lejos de detectar vida inteligente: apuntando directamente nuestros radiotelescopios en busca de un lejano eco desde esos mundos distantes. En definitiva, somos afortunados de vivir una época de grandes descubrimientos que ojalá nos hagan recapacitar sobre el trato que damos a nuestro planeta y a los seres que lo habitan.

 Fig. 4

Figura 4. El estudio de las firmas químicas características de las moléculas que conforman las atmósferas de planetas extrasolares nos permitirá profundizar en la identificación de la presencia de moléculas producidas por el metabolismo de especies vivas en lejanos planetas. Concretamente esta imagen identifica las principales bandas de absorción identificados en los espectros de reflexión aquí superpuestos a las imágenes de los planetas rocosos: Venus, Tierra y Marte (NASA/ESA).

BIBLIOGRAFÍA

Fressin F. et al. (2011) Kepler-10 c: a 2.2 Earth Radius Transiting Planet in a Multiple System, Ap. J. Suppl. 197, article id. 5.

Giménez Cañete A. (2012) Exoplanetas. Colección ¿Qué sabemos de...?, Editorial Catarata-CSIC, Madrid, ISBN: 978-84-00-09437-9, 136 págs.

Trigo Rodríguez J.M. (2012) Las raíces cósmicas de la vida. Colección El espejo y la lámpara. Ediciones UAB, Barcelona, ISBN: 978-84-939695-2-3, 241 págs.