A la búsqueda de oxígeno extraterrestre

Un posible indicio -que no una prueba- de la existencia pasada o presente de vida en un lugar -o lo que los científicos también conocen como una biofirma- es la presencia de oxígeno en la atmósfera de un exoplaneta. Así, en la Tierra, fruto de la actividad de organismos como plantas, algas y cianobacterias, los cuales utilizan la fotosíntesis para convertir la luz solar en energía química, podemos encontrar grandes cantidades de este gas

De este modo, y con el objetivo de encontrar esta biofirma en planetas más allá del sistema solar, y con ello aumentar las posibilidades de encontrar vida, un equipo de la Universidad de California en Riverside ha ayudado a desarrollar una nueva técnica con la que se espera, el prometedor Telescopio Espacial James Webb de la NASA, que partirá al espacio en 2021, pueda identificar la presencia de oxígeno en aquellos planetas que giran alrededor de una estrella diferente a la nuestra.

Dado que son muy distantes, los científicos no pueden buscar signos de vida visitando estos mundos. En cambio, si pueden usar un telescopio de vanguardia como Webb para ver qué hay sus atmósferas. En este caso, el James Webb centrará su mirada para detectar una fuerte señal que producen las moléculas de oxígeno cuando colisionan entre si, y la cual podría ayudar a los científicos a distinguir entre planetas vivos e inertes. "Antes de nuestro trabajo, se pensaba que el oxígeno a niveles similares a los de la Tierra era indetectable con Webb", explica Thomas Fauchez, del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA, y autor principal del estudio. "Esta señal de oxígeno es conocida desde principios de la década de 1980 por los estudios atmosféricos de la Tierra, pero nunca se había contemplado para la investigación de exoplanetas".

Por su parte, el astrobiológo Edward Schwieterman, de la misma Universidad California en Riverside y miembro del equipo que desarrolló esta técnica declara que "el oxígeno es una de las moléculas más emocionantes para detectar debido a su vínculo con la vida, sin embargo no sabemos si la vida es la única causa de la presencia oxígeno en una atmósfera. Esta técnica nos permitirá encontrar oxígeno en planetas vivos y muertos". Schwieterman, de hecho, ayudó al equipo de la NASA a calcular cuánta luz bloquearían estas colisiones de oxígeno, que es el modo en que funciona esta técnica. "Cuando las moléculas de oxígeno chocan entre sí, impiden que un telescopio vea partes del espectro de luz infrarroja. Al examinar los patrones en esa luz, se puede determinar la composición de la atmósfera del planeta.

Oxígeno, una moneda de dos caras

Por otro lado, algunos investigadores postulan que el oxígeno, aunque puede actuar como una biofirma, también puede hacer que un exoplaneta parezca albergar vida cuando no lo hace, pudiendo acumularse en la atmósfera de un planeta estéril.

Así, si un exoplaneta está demasiado cerca de su estrella anfitriona o recibe demasiada luz de esta, su atmósfera se calentaría en exceso saturándose del vapor de agua de los océanos, los cuales se evaporarían. Este agua podría ser descompuesta por una fuerte radiación ultravioleta en hidrógeno atómico y oxígeno, donde el hidrógeno al ser un átomo muy ligero, escaparía al espacio fácilmente, dejando atrás el oxígeno.

Con el tiempo, este proceso podría dar lugar a la pérdida de océanos enteros mientras se forma una atmósfera de oxígeno espesa y más uniforme que una atmósfera rica en oxigeno a causa de la acción biológica. En este sentido, una atmósfera rica en oxígeno no necesariamente habría de ser un indicio de la presencia de vida sino que puede resultar el indicador de un historial de pérdida de agua, por lo que Schwieterman advierte que "los astrónomos aún no están seguros de cuán extendido puede ser este proceso en los exoplanetas" y añade que "es importante saber si los planetas muertos generan oxígeno atmosférico y en qué medida, para poder reconocer cuándo un planeta está vivo o no".