En un potencial descubrimiento histórico, científicos usando el Telescopio Espacial James Webb han obtenido lo que llaman los signos más fuertes hasta ahora de posible vida más allá de nuestro sistema solar, detectando en la atmósfera de un planeta alienígena las huellas químicas de gases que en la Tierra son producidos solo por procesos biológicos.
Los dos gases - sulfuro de dimetilo, o DMS, y disulfuro de dimetilo, o DMDS - involucrados en las observaciones de Webb del planeta llamado K2-18 b son generados en la Tierra por organismos vivos, principalmente vida microbiana como fitoplancton marino - algas.
Esto sugiere que el planeta podría estar lleno de vida microbiana, dijeron los investigadores. Sin embargo, enfatizaron que no están anunciando el descubrimiento de organismos vivos reales, sino más bien un posible biosigno - un indicador de un proceso biológico - y que los hallazgos deben ser vistos con precaución, siendo necesarias más observaciones.
Sin embargo, expresaron emoción. Estas son las primeras pistas de un mundo alienígena que posiblemente esté habitado, dijo el astrofísico Nikku Madhusudhan del Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge, autor principal del estudio publicado en las Cartas del Diario Astrofísico.
"Este es un momento transformador en la búsqueda de vida más allá del sistema solar, donde hemos demostrado que es posible detectar biofirmas en planetas potencialmente habitables con las instalaciones actuales. Hemos ingresado a la era de la astrobiología observacional", dijo Madhusudhan.
Madhusudhan señaló que hay varios esfuerzos en marcha buscando signos de vida en nuestro sistema solar, incluyendo varios indicios de ambientes que podrían ser propicios para la vida en lugares como Marte, Venus y varias lunas heladas.
K2-18 b es 8.6 veces más masivo que la Tierra y tiene un diámetro aproximadamente 2.6 veces mayor que nuestro planeta.
Orbita en la "zona habitable" -una distancia donde puede existir agua líquida, un ingrediente clave para la vida, en la superficie de un planeta- alrededor de una estrella enana roja más pequeña y menos luminosa que nuestro sol, ubicada aproximadamente a 124 años luz de la Tierra en la constelación de Leo. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año, 5.9 trillones de millas (9.5 trillones de km). Otro planeta también ha sido identificado orbitando esta estrella.
Un 'mundo Hycean'
Alrededor de 5,800 planetas más allá de nuestro sistema solar, llamados exoplanetas, han sido descubiertos desde la década de 1990. Los científicos han postulado la existencia de exoplanetas llamados mundos hyceanos, cubiertos por un océano de agua líquida habitable por microorganismos y con una atmósfera rica en hidrógeno.
Observaciones anteriores por parte de Webb, que fue lanzado en 2021 y se volvió operativo en 2022, habían identificado metano y dióxido de carbono en la atmósfera de K2-18 b, la primera vez que se descubrieron moléculas a base de carbono en la atmósfera de un exoplaneta en la zona habitable de una estrella.
"El único escenario que actualmente explica todos los datos obtenidos hasta ahora por JWST (Telescopio Espacial James Webb), incluidas las observaciones pasadas y presentes, es aquel en el que K2-18 b es un mundo hyceano rebosante de vida", dijo Madhusudhan. "Sin embargo, necesitamos ser abiertos y seguir explorando otros escenarios".
Madhusudhan dijo que con los mundos hyceanos, si existen, "estamos hablando de vida microbiana, posiblemente similar a lo que vemos en los océanos de la Tierra". Se postula que sus océanos son más cálidos que los de la Tierra. Al preguntar sobre posibles organismos multicelulares o incluso vida inteligente, Madhusudhan dijo: "No podremos responder esta pregunta en esta etapa. La suposición básica es de vida microbiana simple".
DMS y DMDS, ambos de la misma familia química, han sido predichos como importantes biosignaturas de exoplanetas. Webb encontró que uno u otro, o posiblemente ambos, estaban presentes en la atmósfera del planeta con un nivel de confianza del 99.7%, lo que significa que aún hay un 0.3% de probabilidad de que la observación sea una casualidad estadística.
Los gases fueron detectados a concentraciones atmosféricas de más de 10 partes por millón en volumen.
"Para referencia, esto es miles de veces más alto que sus concentraciones en la atmósfera de la Tierra, y no puede ser explicado sin actividad biológica basada en el conocimiento existente," dijo Madhusudhan.
Científicos no involucrados en el estudio aconsejaron precaución.
"Los ricos datos de K2-18 b hacen de este un mundo tentador," dijo Christopher Glein, científico principal de la División de Ciencias Espaciales del Instituto de Investigación del Suroeste en Texas. "Estos últimos datos son una valiosa contribución a nuestro entendimiento. Sin embargo, debemos ser muy cuidadosos al probar los datos tan exhaustivamente como sea posible. Espero ver trabajo adicional e independiente en el análisis de datos empezando tan pronto como la próxima semana."
Método de tránsito
K2-18 b es parte de la clase de planetas "sub-Neptuno", con un diámetro mayor al de la Tierra pero menor al de Neptuno, el planeta de gas más pequeño de nuestro sistema solar.
Para determinar la composición química de la atmósfera de un exoplaneta, los astrónomos analizan la luz de su estrella anfitriona mientras el planeta pasa frente a ella desde la perspectiva de la Tierra, llamado método de tránsito. Mientras el planeta transita, Webb puede detectar una disminución en el brillo estelar, y una pequeña fracción de la luz estelar atraviesa la atmósfera planetaria antes de ser detectada por el telescopio. Esto permite a los científicos determinar los gases constituyentes de la atmósfera del planeta.
Las observaciones anteriores de Webb de este planeta proporcionaron una pista tentativa de DMS. Sus nuevas observaciones utilizaron un instrumento diferente y un rango de longitud de onda de luz diferente.
El "Santo Grial" de la ciencia de exoplanetas, dijo Madhusudhan, es encontrar evidencia de vida en un planeta similar a la Tierra más allá de nuestro sistema solar. Madhusudhan dijo que nuestra especie durante miles de años ha preguntado "¿estamos solos" en el universo, y ahora podríamos estar a solo unos pocos años de detectar posibles formas de vida alienígena en un mundo hycean.
Pero Madhusudhan aún instó a la precaución.
"Primero necesitamos repetir las observaciones dos o tres veces para asegurarnos de que la señal que estamos viendo sea robusta y para aumentar la significancia de la detección" hasta el nivel en el que las probabilidades de un error estadístico sean de aproximadamente una entre un millón, dijo Madhusudhan.
"Segundo, necesitamos más estudios teóricos y experimentales para asegurarnos de si existe otro mecanismo abiótico (que no involucre procesos biológicos) para producir DMS o DMDS en una atmósfera planetaria como la de K2-18 b. Aunque estudios anteriores los hayan sugerido como robustas biofirmas incluso para K2-18 b, necesitamos mantenernos abiertos y buscar otras posibilidades", dijo Madhusudhan.
Así que los hallazgos representan "un gran si" en cuanto a si las observaciones son debidas a la vida, y "no es del interés de nadie afirmar prematuramente que hemos detectado vida", dijo Madhusudhan.