Se espera que, en el próximo año, los astrónomos utilizando la nave Kepler de la NASA anuncien el descubrimiento tan esperado por los cazadores de planetas: un exoplaneta del tamaño de la Tierra en una zona habitable alrededor de una estrella similar al Sol. Este exoplaneta, aunque demasiado distante para un análisis detallado, marcará el inicio de una intensa búsqueda de señales de vida, compuestos químicos que podrían indicar la existencia de vida en exoplanetas ubicados en la región donde el agua líquida puede sobrevivir.
A pesar de los avances en la comprensión de las biofirmas en las atmósferas exoplanetarias, los científicos enfrentan un obstáculo significativo. La misión Terrestrial Planet Finder (TPF), propuesta por la NASA para detectar estos compuestos en planetas alrededor de estrellas cercanas, perdió su financiamiento en 2007 debido al aumento de los costos del telescopio espacial James Webb, sucesor del Hubble.
El TPF habría bloqueado el brillo de las estrellas similares al Sol para fotografiar los planetas que las orbitan. Usando un gran telescopio con una máscara o coronógrafo, bloquearía la luz estelar y capturaría los planetas en luz reflejada visible. Otra estrategia involucraba varios telescopios trabajando en conjunto para anular la luz infrarroja de la estrella madre y registrar el calor irradiado por los planetas.
La luz recolectada por el TPF, separada en sus longitudes de onda, podría revelar biomarcadores. La presencia de vapor de agua, oxígeno y metano en la atmósfera de un exoplaneta indicaría un ambiente apto para la vida y procesos biológicos similares a la fotosíntesis y respiración en la Tierra, según Geoff Marcy de la Universidad de California en Berkeley.
“La galaxia puede estar llena de vida microbiana, pero actualmente no tenemos manera de saberlo”, añade. “Es una tragedia para la ciencia moderna que el Terrestrial Planet Finder no haya sido financiado, ni por Estados Unidos ni por Europa, debido a las restricciones presupuestarias”.
A pesar de esto, los astrónomos esperan reactivar alguna versión del TPF, aunque se estima que tomaría una década para que la misión estuviera operativa, según Marcy. Mientras tanto, investigadores como Sara Seager del MIT y Victoria Meadows de la Universidad de Washington en Seattle están refinando y ampliando la lista de compuestos que pueden servir como biomarcadores para exoplanetas alrededor de estrellas de diferentes tamaños y edades.
Dada la improbabilidad de buscar marcadores químicos de vida más allá del Sistema Solar en el corto plazo, “queremos asegurarnos de tener la mejor comprensión posible de las biofirmas”, dice Meadows. “No queremos ser engañados”.
Gran parte del nuevo trabajo se centra en planetas que orbitan estrellas enanas M, que tienen entre la mitad y una décima parte de la masa del Sol y representan el 75% de las estrellas en la galaxia. Estas estrellas, mucho más frías que el Sol, tienen zonas habitables muy cercanas a ellas.
Aunque el TPF no podría fotografiar estos planetas, el telescopio espacial James Webb, cuyo lanzamiento está previsto para 2018, podría examinar las atmósferas de algunos de ellos. Asimismo, una nueva generación de telescopios terrestres extremadamente grandes, con espejos de 30 metros o más, también podría hacerlo.
Algunos exoplanetas que serán estudiados tienen una alineación peculiar, pasando regularmente delante de su estrella madre desde nuestro punto de vista. Durante estos tránsitos, la luz estelar se filtra a través de la atmósfera del exoplaneta, con cada componente químico dejando su huella. La señal es débil, pero los planetas en la zona habitable de las estrellas M transitan frecuentemente, permitiendo acumular observaciones que forman una detección más sólida. “La zona habitable de las estrellas M es el primer lugar donde podemos buscar biofirmas”, dice Seager.
Las simulaciones realizadas por Meadows y su equipo en planetas similares a la Tierra han mostrado que las enanas M pueden conservar mejor algunos biomarcadores frágiles que se destruyen con la radiación de estrellas más masivas. Por ejemplo, la coexistencia de metano y ozono, un indicador sólido de vida, sería más estable alrededor de enanas M debido a su menor radiación ultravioleta.
Otros biomarcadores terrestres, como metilcloruro y óxido nitroso, también podrían ser más fáciles de detectar en planetas alrededor de enanas M, según Meadows.
Ampliando la búsqueda, Seager y Meadows también han identificado posibles biofirmas más allá de las estrellas M. Seager y sus colegas sugieren que altas concentraciones de moléculas complejas o inusuales en la atmósfera de un exoplaneta podrían ser nuevas biofirmas. Por su parte, Meadows y su equipo han simulado la búsqueda de signos de vida en exoplanetas con poco oxígeno, descubriendo que altos niveles de etano podrían ser un indicador predominante de vida en estos ambientes.
En resumen, Seager comenta: “Estoy entusiasmada, porque siento que estamos al borde de comprender las biofirmas en exoplanetas. Estamos reuniendo todas las herramientas necesarias para hacer predicciones y guiar el diseño de instrumentos que realmente encontrarán signos de vida”.
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