La primera vez que encontremos evidencia de vida en un planeta en órbita alrededor de otra estrella (un exoplaneta), probablemente será analizando los gases en su atmósfera. Con el número de planetas conocidos similares a la Tierra en crecimiento, pronto podríamos descubrir gases en la atmósfera de un exoplaneta que están asociados con la vida en la Tierra.
Pero, ¿y si la vida extraterrestre usa una química algo diferente a la nuestra? Un nuevo estudio, publicado en Nature Astronomy, argumenta que nuestras mejores posibilidades de usar atmósferas para encontrar evidencia de vida es ampliar nuestra búsqueda al enfocarnos en planetas como el nuestro para incluir aquellos con una atmósfera de hidrógeno.
Podemos sondear la atmósfera de un exoplaneta cuando pasa frente a su estrella. Cuando ocurre tal tránsito, la luz de la estrella debe atravesar la atmósfera del planeta para alcanzarnos y parte de ella se absorbe a medida que avanza.
Al observar el espectro de la estrella, su luz se descompone de acuerdo con su longitud de onda, y determinar qué luz falta debido al tránsito revela de qué gases está compuesta la atmósfera. Documentar atmósferas de exoplanetas es uno de los objetivos del muy retrasado telescopio espacial James Webb.
Si tuviéramos que encontrar una atmósfera que tenga una mezcla química diferente a la que esperaríamos, una de las explicaciones más simples sería que los procesos vivos la mantienen de esa manera.
Ese es el caso en la Tierra. La atmósfera de nuestro planeta contiene metano (CH₄), que reacciona naturalmente con el oxígeno para producir dióxido de carbono. Pero el metano se mantiene lleno por procesos biológicos.
Otra forma de ver esto es que el oxígeno no estaría allí si no hubiera sido liberado del dióxido de carbono por los microbios fotosintéticos durante el llamado gran evento de oxigenación que comenzó hace unos 2.400 millones de años.
Más allá de las atmósferas de oxígeno
Los autores del nuevo estudio argumentan que deberíamos comenzar a investigar mundos más grandes que la Tierra cuyas atmósferas están dominadas por el hidrógeno. Es posible que estos no tengan oxígeno libre, porque el hidrógeno y el oxígeno forman una mezcla altamente inflamable.
El hidrógeno es la más ligera de todas las moléculas y se escapa fácilmente al espacio. Para que un planeta rocoso tenga una gravedad lo suficientemente fuerte como para aferrarse a una atmósfera de hidrógeno, debe ser una "superTierra" con una masa entre aproximadamente dos y diez veces la de la Tierra.
El hidrógeno podría haber sido capturado directamente de la nube de gas donde creció el planeta o haber sido liberado más tarde por una reacción química entre el hierro y el agua.
La densidad de una atmósfera dominada por hidrógeno disminuye aproximadamente 14 veces menos rápidamente a medida que avanza que en una atmósfera dominada por nitrógeno como la Tierra. Esto crea una envoltura de la atmósfera 14 veces mayor alrededor del planeta, lo que hace que sea fácil detectar en los datos del espectro.
Las dimensiones mayores también mejorarían nuestras posibilidades de observar dicha atmósfera mediante imágenes directas con un telescopio óptico.
Respiración de hidrógeno en el laboratorio
Los autores llevaron a cabo experimentos de laboratorio en los que demostraron que la bacteria E. coli (miles de millones de las cuales viven en tus intestinos) puede sobrevivir y multiplicarse bajo una atmósfera de hidrógeno en ausencia total de oxígeno.
Demostraron lo mismo para una variedad de levadura.
Aunque esto es interesante, no agrega mucho peso al argumento de que la vida podría florecer bajo una atmósfera de hidrógeno.
Ya conocemos muchos microbios dentro de la corteza terrestre que sobreviven metabolizando el hidrógeno, e incluso hay un organismo multicelular que pasa toda su vida en una zona libre de oxígeno en el suelo del Mediterráneo.
Es poco probable que la atmósfera de la Tierra, que comenzó sin oxígeno, haya tenido más del 1 por ciento de hidrógeno. Pero la vida temprana puede haber tenido que metabolizar al reaccionar hidrógeno con carbono para formar metano, en lugar de reaccionar oxígeno con carbono para formar dióxido de carbono, como lo hacen los humanos.
Sin embargo, el estudio hizo un descubrimiento importante. Los investigadores demostraron que existe una "asombrosa diversidad" de docenas de gases producidos por las E. coli que viven bajo hidrógeno.
Muchos de estos, como el sulfuro de dimetilo, el sulfuro de carbonilo y el isopreno, podrían ser "biofirmas" detectables en una atmósfera de hidrógeno. Esto aumenta nuestras posibilidades de reconocer signos de vida en un exoplaneta: debes saber qué buscar.
Dicho esto, los procesos metabólicos que usan hidrógeno son menos eficientes que los que usan oxígeno. Sin embargo, la vida respiratoria de hidrógeno ya es un concepto establecido en lo que respecta a los astrobiólogos.
 |
| Los respiradores inteligentes de hidrógeno incluso han aparecido en alguna ciencia ficción racional, como las novelas Uplift de David Brin. |
Los autores del nuevo estudio también señalan que el hidrógeno molecular en concentración suficiente puede actuar como un gas de efecto invernadero. Esto podría mantener la superficie de un planeta lo suficientemente caliente como para agua líquida y, por lo tanto, la vida de la superficie, más lejos de su estrella de lo que sería de otro modo.
Los autores evitan considerar las posibilidades de encontrar vida en planetas gaseosos gigantes como Júpiter.
 |
| Aún recuerdo el reportaje de Carl Sagan (Cosmos) sobre como sería la vida en Jupiter. |
Aún así, al expandir el conjunto de mundos habitables para incluir superTierras con atmósferas ricas en hidrógeno, potencialmente han duplicado el número de cuerpos que podríamos explorar para encontrar esos primeros signos evasivos de vida extraterrestre.
David Rothery, profesor de geociencias planetarias, The Open University
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lee el artículo original.