Una atmósfera con poco carbono puede ser signo de agua y vida

La mejor oportunidad para los astrónomos de encontrar agua líquida, e incluso vida en otros planetas, es buscar niveles de CO2 comparativamente bajos en sus atmósferas. Investigadores del MIT y la Universidad de Birmimgham proponen que si un planeta terrestre tiene sustancialmente menos dióxido de carbono en su atmósfera en comparación con otros planetas del mismo sistema, podría ser una señal de agua líquida (y posiblemente vida) en la superficie de ese planeta. Esta nueva firma está en la mira del Telescopio Espacial James Webb (JWST). Si bien los científicos han propuesto otros signos de habitabilidad, esas características son difíciles, si no imposibles, de medir con las tecnologías actuales. El equipo dice que esta nueva señal, de dióxido de carbono relativamente agotado, es el único signo de habitabilidad detectable ahora. "El Santo Grial en la ciencia de los exoplanetas es buscar mundos habitables y la presencia de vida, pero todas las características de las que se ha hablado hasta ahora están fuera del alcance de los observatorios más nuevos", dice en un comunicado Julien de Wit, profesor asistente de Ciencias planetarias en el MIT. "Ahora tenemos una manera de averiguar si hay agua líquida en otro planeta. Y es algo a lo que podemos llegar en los próximos años". Los hallazgos del equipo aparecen en Nature Astronomy. "En la Tierra, gran parte del dióxido de carbono atmosférico ha sido secuestrado en agua de mar y roca sólida a lo largo de escalas de tiempo geológicas, lo que ha ayudado a regular el clima y la habitabilidad durante miles de millones de años", dice el coautor del estudio Frieder Klein. El equipo razonó que si se detectara un agotamiento similar de dióxido de carbono en un planeta lejano, en relación con sus vecinos, esto sería una señal confiable de océanos líquidos y vida en su superficie. "Después de revisar extensamente la literatura de muchos campos, desde la biología hasta la química e incluso el secuestro de carbono en el contexto del cambio climático, creemos que, de hecho, si detectamos el agotamiento del carbono, hay muchas posibilidades de que sea un fuerte signo de agua líquida y /o la vida", dice de Wit. En su estudio, el equipo presenta una estrategia para detectar planetas habitables mediante la búsqueda de señales de dióxido de carbono empobrecido. Una búsqueda de este tipo funcionaría mejor para sistemas tipo "guisantes en una vaina", en los que múltiples planetas terrestres, todos aproximadamente del mismo tamaño, orbitan relativamente cerca unos de otros, de manera similar a nuestro propio sistema solar. El primer paso que propone el equipo es confirmar que los planetas tienen atmósferas, simplemente buscando la presencia de dióxido de carbono, que se espera domine la mayoría de las atmósferas planetarias. "El dióxido de carbono es un absorbente muy fuerte en el infrarrojo y puede detectarse fácilmente en las atmósferas de exoplanetas", explica de Wit. "Una señal de dióxido de carbono puede revelar la presencia de atmósferas de exoplanetas". Una vez que los astrónomos determinan que varios planetas en un sistema albergan atmósferas, pueden pasar a medir su contenido de dióxido de carbono, para ver si un planeta tiene significativamente menos que los demás. Si es así, es probable que el planeta sea habitable, lo que significa que alberga importantes masas de agua líquida en su superficie. Pero las condiciones habitables no significan necesariamente que un planeta esté habitado. Para ver si realmente podría existir vida, el equipo propone que los astrónomos busquen otra característica en la atmósfera de un planeta: el ozono. En la Tierra, los investigadores señalan que las plantas y algunos microbios contribuyen a extraer dióxido de carbono, aunque no tanto como los océanos. Sin embargo, como parte de este proceso, las formas de vida emiten oxígeno, que reacciona con los fotones del sol para transformarse en ozono, una molécula que es mucho más fácil de detectar que el oxígeno mismo. Los investigadores dicen que si la atmósfera de un planeta muestra signos tanto de ozono como de dióxido de carbono agotado, es probable que sea un mundo habitable y habitado. "Si vemos ozono, hay muchas posibilidades de que esté relacionado con el dióxido de carbono consumido por la vida", dice Triaud. "Y si es vida, es vida gloriosa. No serían sólo unas pocas bacterias. Sería una biomasa a escala planetaria capaz de procesar una enorme cantidad de carbono e interactuar con él". El equipo estima que el Telescopio Espacial James Webb podría medir el dióxido de carbono, y posiblemente el ozono, en sistemas multiplanetarios cercanos como TRAPPIST-1, un sistema de siete planetas que orbita una estrella brillante, a sólo 40 años luz de la Tierra.