En sus esfuerzos por encontrar evidencia de vida más allá de nuestro Sistema Solar, los científicos se ven obligados a adoptar lo que se conoce como el enfoque de "fruta baja". Básicamente, esto se reduce a determinar si los planetas podrían ser "potencialmente habitables" en función de si estarían lo suficientemente calientes como para tener agua líquida en sus superficies y atmósferas densas con suficiente oxígeno.
Esto es una consecuencia del hecho de que los métodos existentes para examinar planetas distantes son en gran medida indirectos y que la Tierra es solo un planeta que sabemos que es capaz de soportar la vida. Pero, ¿qué pasa si no se garantiza que los planetas que tienen mucho oxígeno produzcan vida? Según un nuevo estudio realizado por un equipo de la Universidad Johns Hopkins, este podría ser el caso.
Los hallazgos se publicaron en un estudio titulado "Química en fase gaseosa de atmósferas de exoplanetas fríos: información de simulaciones de laboratorio", que se publicó recientemente en la revista científica ACS Tierra y Espacio Química. En aras de su estudio, el equipo simuló las atmósferas de los planetas extrasolares en un entorno de laboratorio para demostrar que el oxígeno no es necesariamente un signo de vida.
En la Tierra, el gas oxígeno constituye aproximadamente el 21% de la atmósfera y surgió como resultado de la fotosíntesis, que culminó en el Gran Evento de Oxigenación (ca. 2.450 millones de años atrás). Este evento cambió drásticamente la composición de la atmósfera de la Tierra, pasando de una compuesta de nitrógeno, dióxido de carbono y gases inertes a la mezcla de nitrógeno y oxígeno que conocemos hoy.
Debido a su importancia para el surgimiento de formas de vida complejas en la Tierra, el gas oxígeno se considera una de las firmas biológicas más importantes cuando se buscan posibles indicaciones de vida más allá de la Tierra. Después de todo, el gas oxígeno es el resultado de organismos fotosintéticos (como bacterias y plantas) y es consumido por animales complejos como insectos y mamíferos.
Pero a fin de cuentas, hay mucho que los científicos no saben sobre cómo las diferentes fuentes de energía inician reacciones químicas y cómo esas reacciones pueden crear firmas biológicas como el oxígeno. Si bien los investigadores han ejecutado modelos fotoquímicos en las computadoras para predecir qué atmósferas de exoplanetas podrían crear, faltaron simulaciones reales en un entorno de laboratorio.
El equipo de investigación realizó sus simulaciones utilizando la cámara especialmente diseñada Planetary HAZE (PHAZER) en el laboratorio de Sarah Hörst, profesora asistente de ciencias de la Tierra y planetarias en JHU y uno de los principales autores del artículo. Los investigadores comenzaron creando nueve mezclas de gases diferentes para simular atmósferas de exoplanetas.
Estas mezclas fueron consistentes con las predicciones hechas sobre los dos tipos más comunes de exoplanetas en nuestra galaxia: Super-Tierras y mini-Neptunas. De acuerdo con estas predicciones, cada mezcla estaba compuesta de dióxido de carbono, agua, amoníaco y metano, y luego se calentó a temperaturas que oscilaban entre 27 y 370 ° C (80 y 700 ° F).
Luego, el equipo inyectó cada mezcla en la cámara PHAZER y la expuso a una de las dos formas de energía conocidas por desencadenar reacciones químicas en atmósferas: plasma de una corriente alterna y luz ultravioleta. Mientras que las actividades eléctricas simuladas anteriormente, como los rayos o las partículas energéticas, la luz UV simulaba la luz del Sol, el principal impulsor de las reacciones químicas en el Sistema Solar.
Después de ejecutar el experimento continuamente durante tres días, lo que corresponde a cuánto tiempo los gases atmosféricos estarían expuestos a una fuente de energía en el espacio, los investigadores midieron e identificaron las moléculas resultantes con un espectrómetro de masas. Lo que encontraron fue que en múltiples escenarios, se producían oxígeno y moléculas orgánicas. Estos incluyen formaldehído y cianuro de hidrógeno, que pueden conducir a la producción de aminoácidos y azúcares.
En resumen, el equipo pudo demostrar que el gas oxígeno y las materias primas de las que podría surgir la vida podían crearse mediante simples reacciones químicas. Como Chao He, el autor principal del estudio, explicó:
“La gente solía sugerir que el oxígeno y los compuestos orgánicos presentes juntos indican vida, pero los producimos abióticamente en múltiples simulaciones. Esto sugiere que incluso la presencia conjunta de firmas biológicas comúnmente aceptadas podría ser un falso positivo para la vida ".
Este estudio podría tener implicaciones significativas cuando se trata de la búsqueda de vida más allá de nuestro Sistema Solar. En el futuro, los telescopios de próxima generación nos darán la capacidad de obtener imágenes de exoplanetas directamente y obtener espectros de sus atmósferas. Cuando eso sucede, la presencia de oxígeno puede necesitar ser reconsiderada como un signo potencial de habitabilidad. Afortunadamente, todavía hay muchas posibles firmas biológicas para buscar.
