Nuestra incansable búsqueda de vida fuera de la Tierra: k2-18b.

 

Desde hace siglos, la humanidad ha mirado al cielo preguntándose si la vida es un fenómeno exclusivo de la Tierra o, por el contrario, una consecuencia natural de la evolución del cosmos. La pregunta ha acompañado a filósofos, astrónomos y escritores desde la antigüedad, pero sólo en las últimas décadas la ciencia ha comenzado a disponer de herramientas capaces de abordarla experimentalmente.

La detección de exoplanetas (planetas que orbitan otras estrellas) ha transformado profundamente nuestra visión del Universo. En apenas treinta años hemos pasado de no conocer ningún mundo fuera del Sistema Solar a catalogar más de cinco mil. Algunos son gigantes gaseosos abrasados por sus estrellas; otros, pequeños mundos rocosos como nuestra Tierra; y unos pocos se sitúan en una región particularmente sugerente: la llamada «zona habitable», donde podrían existir temperaturas compatibles con agua líquida.

En la zona habitable de nuestro Sistema Solar nos encontramos nosotros, pero también se encuentran Venus y Marte, planetas que son muy diferentes al nuestro. Aunque, cierto es que, en su origen, hace miles de millones de años, tenemos la impresión de que los tres eran mucho más similares entre sí. Pero distintos factores hicieron que Venus y Marte evolucionaran de manera muy diferente a cómo es la Tierra hoy en día.

También es importante destacar que en nuestro Sistema Solar hay candidatos a tener vida que no están precisamente en esa zona habitable. Hablo de lunas de Júpiter, como Europa, Ganímedes y Calisto; y de lunas de Saturno, como Encélado y Titán. Todas ellas fuera de la zona habitable, pero que tienen tres ingredientes básicos para la vida: energía (la obtienen de las mareas generadas por las fuerzas gravitatorias de sus planetas), agua líquida (debajo de la costra de hielo que muestran en su superficie suponemos la existencia de agua líquida debido al calor interno generado por esas fuerzas de marea); y compuestos químicos complejos necesarios para la química orgánica del carbono en la que se basa la vida.

Después de esta pequeña digresión, volvemos al mundo de los exoplanetas, pero no al mundo de “todos” los exoplanetas, sino a los que realmente nos interesan desde un punto de vista de la astrobiología. Y en ese sentido, K2-18b se ha convertido en uno de los objetos más estudiados de la astronomía actual. La razón no es únicamente su tamaño o su temperatura, sino la posibilidad (todavía muy discutida) de que en su atmósfera existan moléculas potencialmente asociadas a procesos biológicos.

Uno podría preguntarse si estamos ante la detección, por primera vez en la historia, de vida extraterrestre. La respuesta corta es no. Ni siquiera estamos cerca de ello. Pero lo que sí que es indudable es que estamos ante uno de los primeros ejemplos en los que la tecnología comienza a ser capaz de analizar químicamente la atmósfera de un planeta situado a más de cien años luz de distancia. Sólo eso, en sí mismo, es una auténtica revolución.

K2-18b se descubrió por el método del tránsito en 2015 utilizando el telescopio espacial Kepler justamente cuando se encontraba en su misión extendida conocida como K2. El planeta orbita una estrella enana roja en la constelación de Leo, situada aproximadamente a 124 años luz de la Tierra. Que la estrella sea una enana roja es importante porque ese tipo de estrellas son más pequeñas y frías y son muy abundantes en nuestra galaxia precisamente porque viven mucho más tiempo.

La reducción en la luminosidad de la estrella al paso de k2-18b es muy pequeña, pero suficiente para se pudiera estimar el tamaño del planeta e incluso poder calcular su periodo orbital. Cuando los datos de k2-18b fueron analizados, el planeta llamó rápidamente la atención de los astrónomos por varias razones: tiene aproximadamente 8 masas terrestres y un radio unas 2,6 veces el de la Tierra. Las enanas rojas emiten menos radiación que una estrella normal, por lo que su zona de habitabilidad está más cerca de la estrella y la energía que recibe k2-18b por su posición orbital es compatible con temperaturas moderadas similares a las de nuestro planeta.

A pesar de su parecido con la Tierra, para algunos astrónomos k2-18b entra en la categoría de otro tipo de planetas: los subneptunos, mundos mucho mayores que la Tierra pero no tan grandes como Neptuno y que muy posiblemente contienen densas atmósferas ricas en hidrógeno. Para otros astrónomos, k2-18b pertenece a una categoría teórica que se conoce como planeta Hiceánico o Hiceano, una combinación de las palabras hidrógeno y océano. Esto es así porque los planetas que pertenecen a esta categoría teórica (hasta donde yo sé, todavía no se han confirmado planetas de este tipo), están cubiertos por océanos líquidos envueltos en una atmósfera rica en hidrógeno.

Pero K2-18b no se ha hecho famoso por los datos anteriores. En realidad, k2-18b se ha convertido en el exoplaneta más estudiado ahora mismo cuando se apuntó hacia él al telescopio espacial James Webb. Lanzado al espacio en diciembre de 2021, el James Webb constituye el mayor salto tecnológico en la astronomía observacional tras el lanzamiento del telescopio espacial Hubble. Su enorme espejo de 6,5 metros (el del Hubble es de 2,5 metros) y su sensibilidad espectroscópica le permiten analizar atmósferas de exoplanetas con una precisión que no podíamos soñar hasta hace poco.

Cuando un planeta pasa por delante de su estrella, una pequeña fracción de la luz que viene de la estrella atraviesa la atmósfera del planeta y llega a nuestros telescopios. Las moléculas presentes en la atmósfera absorben ciertas longitudes de onda y dejan visible una especie de huella digital espectral que nos permite identificar esas moléculas y, por tanto, conocer la composición de la atmósfera del planeta. Y cuando se analizó k2-18b se encontró vapor de agua, metano y dióxido de carbono. Estos tres compuestos son muy interesantes desde un punto de vista químico, pero poco más.

El bombazo entre los astrobiólogos vino cuando unos investigadores sugirieron la posibilidad de haber encontrado una posible señar espectroscópica compatible con una sustancia de nombre extraño: el dimetilsulfuro o DMS. Y esto revolucionó a los astrobiólogos porque el DMS se considera un biomarcador: es una molécula basada en el azufre que, en la Tierra, es producida casi exclusivamente por organismos marinos vivos, especialmente el fitoplancton. Un biomarcador es cualquier sustancia, estructura o patrón cuya presencia podría sugerir actividad biológica. Y, quizás, esa es la clave: la palabra “podría”. La existencia de un biomarcador no implica automáticamente una prueba de vida. Lo importante en este caso es determinar si esa molécula puede generarse también por procesos abióticos, sin que la vida medie en el origen de la sustancia.

Algunos astrobiólogos consideran que debemos seguir investigando k2-18b porque podría suceder que la señal desapareciera al analizarla más rigurosamente, o incluso que la propia química del exoplaneta fuera capaz de generar esa sustancia por procesos químicos ahora mismo desconocidos en nuestro planeta y que habría que plantear en un laboratorio para poder estar seguros de que sólo la vida es capaz de generar esa sustancia.

En cualquiera de los casos, actualmente se conocen más de 5.500 exoplanetas y de todos ellos, sólo una fracción pequeña resulta adecuada para poder analizar sus atmósferas. Esto es así porque para poder hacerlo, el planeta tiene que cruzar por delante de la estrella en el mismo plano en el que estamos nosotros observando, la estrella tiene que ser suficientemente brillante y la señal atmosférica debe ser detectable. Entre los candidatos más interesantes para la búsqueda de biomarcadores destacan, además, de k2-18b, Trappist 1e, Trappist 1f, LHS 1140b, TOI-700 d y WASP-39b.

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