Agencias/Ciudad de México.- Agencias, Ciudad de México.- Científicos han identificado una forma de buscar vida en mundos que no se parecen en nada a la Tierra y en gases que rara vez se consideran en la búsqueda astrobiológica.
En un nuevo artículo de Astrophysical Journal Letters, investigadores de la Universidad de California, Riverside, describen estos gases, que podrían detectarse en las atmósferas de exoplanetas con el Telescopio Espacial James Webb (JWST).
Denominados haluros de metilo, estos gases están compuestos por un grupo metilo, que contiene un átomo de carbono y tres de hidrógeno, unidos a un átomo de halógeno como el cloro o el bromo. Son producidos principalmente en la Tierra por bacterias, algas marinas, hongos y algunas plantas.
Un aspecto clave de la búsqueda de haluros de metilo es que los exoplanetas que se parecen a la Tierra son demasiado pequeños y tenues para ser vistos con el JWST, el telescopio espacial más grande actualmente en el espacio.
En cambio, el JWST tendría que buscar exoplanetas más grandes que orbitan pequeñas estrellas rojas, con océanos globales profundos y densas atmósferas de hidrógeno, llamados planetas Hyceanos. Los humanos no podrían respirar ni sobrevivir en estos mundos, pero ciertos microbios podrían prosperar en tales entornos.
“A diferencia de un planeta similar a la Tierra, donde el ruido atmosférico y las limitaciones de los telescopios dificultan la detección de biofirmas, los planetas Hyceanos ofrecen una señal mucho más clara”, afirmó en un comunicado Eddie Schwieterman, astrobiólogo de la UCR y coautor del artículo.
La perspectiva más favorable para la detección de gases metilados en atmósferas Hyceanas se daría en condiciones de flujo de producción biológica superiores a 10 veces el flujo promedio global en la Tierra, posiblemente debido a una mayor radiación de las vías de metilación o a una alta productividad en el entorno marino.
La longitud de onda más favorable para la detección de corriente en tránsito es de ∼4,0 μm, donde el instrumento NIRSpec PRISM permite observaciones con menor ruido. Nuestros resultados sugieren que para detectar gases metilados en mundos Hyceanos con JWST se requieren al menos cinco tránsitos, dependiendo del nivel de confianza deseado y de las longitudes de onda observacionales.
Los investigadores creen que la búsqueda de haluros de metilo en mundos Hyceanos es una estrategia óptima en la actualidad.
“Actualmente, el oxígeno es difícil o imposible de detectar en un planeta similar a la Tierra. Sin embargo, los haluros de metilo en mundos Hyceanos ofrecen una oportunidad única para su detección con la tecnología existente”, afirmó Michaela Leung, científica planetaria de la UCR y primera autora del artículo.
Además, encontrar estos gases podría ser más fácil que buscar otros tipos de gases de biofirma indicativos de vida. “Una de las grandes ventajas de buscar haluros de metilo es que potencialmente se podrían encontrar en tan solo 13 horas con el James Webb. Esto es similar o mucho menor al tiempo de telescopio que se necesitaría para encontrar gases como el oxígeno o el metano”, dijo Leung. “Menos tiempo con el telescopio significa que es más económico”.
Aunque las formas de vida producen haluros de metilo en la Tierra, el gas se encuentra en bajas concentraciones en nuestra atmósfera. Debido a que los planetas Hycean tienen una composición atmosférica tan diferente y orbitan un tipo de estrella distinto, los gases podrían acumularse en sus atmósferas y ser detectables a años luz de distancia.
“Estos microbios, si los encontráramos, serían anaeróbicos. Estarían adaptados a un tipo de entorno muy diferente, y realmente no podemos concebir cómo sería eso, excepto para decir que estos gases son un resultado plausible de su metabolismo”, dijo Schwieterman.
El estudio se basa en investigaciones previas que estudian diferentes gases biofirma, incluyendo el sulfuro de dimetilo, otro posible indicio de vida. Sin embargo, los haluros de metilo parecen particularmente prometedores debido a sus fuertes propiedades de absorción en luz infrarroja, así como a su potencial de alta acumulación en una atmósfera dominada por hidrógeno.
Si bien el James Webb es actualmente la mejor herramienta para esta búsqueda, futuros telescopios, como la propuesta misión europea LIFE, podrían facilitar aún más la detección de estos gases. Si LIFE se lanza en la década de 2040, como se propone, podría confirmar la presencia de estas biofirmas en menos de un día.
“Si empezamos a encontrar haluros de metilo en múltiples planetas, sugeriría que la vida microbiana es común en todo el universo“, afirmó Leung. “Esto transformaría nuestra comprensión de la distribución de la vida y los procesos que conducen a su origen”.
Basándonos en trabajos previos que examinan los gases metilados como biofirmas de planetas similares a la Tierra, consideramos su posible observabilidad en planetas subneptunianos potencialmente habitables con una envoltura de hidrógeno sobre un océano, lo que crea condiciones de habitabilidad convencional. La acumulación atmosférica de CH₃Cl en este tipo de atmósfera, simulada utilizando K₂-18b como caso de tipo potencial, muestra que los gases metilados (en particular, CH₃Cl) son muy adecuados para acumularse en estos entornos y pueden alcanzar fácilmente niveles de partes por millón e incluso porcentajes, lo que permite hipótesis optimistas sobre el flujo de producción biológica. Las simulaciones espectrales revelan que estas características gaseosas son potencialmente detectables en tan solo 14 tránsitos con instrumentos del JWST o en 24 horas con espectroscopia de emisión espacial de última generación. Estos resultados respaldan el uso de gases metilados como biofirmas de culminación corroborativas en un futuro próximo, si se revelan objetivos prometedores mediante la caracterización preliminar.
