Extraterrestres: la odisea de la búsqueda de vida fuera de la Tierra

La pregunta, como todas las grandes preguntas que se pueden hacer, es sencilla: ¿estamos solos en el Universo? Darle respuesta, sin embargo, ya es otra cosa. Desde hace décadas científicos de todo el mundo trabajan en esta gran pregunta y, gracias a la aceleración tecnológica que ha experimentado la astronomía en los últimos años, han avanzado desde lo que inicialmente eran respuestas de cariz especulativo hasta la capacidad actual de detectar emplazamientos potencialmente habitables fuera de la Tierra.

Hay que decir, sin embargo, que la referencia de vida que se utiliza en la búsqueda de estos emplazamientos es la única vida que conocemos, la terrestre. Partiendo de esta referencia, pues, lo primero que hay que hacer para buscar vida extraterrestre es buscar ambientes que reúnan las condiciones adecuadas. Estos hábitats se asocian a planetas rocosos como la Tierra o Marte, puesto que planetas hechos de gas como Júpiter o Saturno se descartan, y que estén a una distancia de su estrella -ni demasiado cerca ni demasiado lejos- que permita la presencia de agua líquida, que es uno de los ingredientes fundamentales para la existencia de vida tal como la conocemos.

Para encontrar y conocer estos planetas, lo ideal sería apuntar telescopios al cielo hasta detectar uno, captar imágenes para analizar la luz que emite y así averiguar la composición química, que puede dar pistas sobre la presencia de vida. El problema es que estos planetas están demasiado lejos y los telescopios actuales no los pueden detectar directamente. ¿Cómo se descubren, pues? “Los astrónomos estamos tan acostumbrados a no tocar las cosas y a interpretarlas a partir de la luz que nos llega, que aunque no los podamos ver directamente decimos que podemos observar estos exoplanetas”, dice Carme Jordi, catedrática de astronomía de la Universitat de Barcelona y miembro del Institut de Ciències del Cosmos de la misma universidad.

Buscar una aguja planetaria en un pajar de estrellas

Esta manera de observar a la que se refiere Jordi es indirecta, claro: consiste en detectar planetas a través de los efectos que provocan en la estrella alrededor de la que orbitan. Y esto se parece bastante a buscar una aguja en un pajar. Solo en nuestra galaxia, la Vía Láctea, hay casi 100.000 millones de estrellas y lo que hacen los astrónomos es observar estrellas hasta que ven alguna alteración que pueda ser provocada por un planeta. Una de las alteraciones más utilizadas es la reducción de la luz que llega de la estrella cuando el planeta pasa por el delante. En el caso de planetas que a lo largo de su órbita no se sitúan nunca entre la estrella y la Tierra, se puede ver que, como consecuencia de la atracción gravitatoria, el planeta induce un movimiento sutil en la estrella. “Se trata de técnicas complementarias porque permiten obtener información diferente sobre el planeta”, explica Ignasi Ribas, director del Institut d'Estudis Espacials de Catalunya y experto en exoplanetas. Efectivamente, cuando un planeta pasa por delante de su estrella, la luz que nos llega se reduce en función del tamaño del planeta: planetas grandes provocan reducciones de luz más significativas. Por lo tanto, esta técnica permite averiguar el tamaño de los planetas extrasolares. Por otro lado, los movimientos que los planetas inducen en la estrella dependen de su masa: planetas masivos provocan movimientos más amplios. Con esta segunda técnica, pues, se puede conocer la masa de estos planetas. La combinación de las dos medidas permite calcular la densidad del planeta, que es el parámetro que determina si está hecho de gas o de rocas. A partir de esta información, de la distancia a la estrella y de sus características, se puede clasificar el planeta como potencialmente habitable o no. Lo será si es rocoso y se encuentra a una distancia de la estrella que permite la existencia de agua líquida.

Hasta ahora se han descubierto 4.281 exoplanetas. Los hay que son poco más grandes que la Luna, con masas de una quincuagésima parte de la masa de la Tierra, y los hay gigantes, que son 30 veces más masivos que Júpiter. El más cercano es Proxima b, que orbita la estrella más cercana al Sol, Proxima Centauri, a 4,2 años luz de aquí. De todos estos planetas, solo 21 se pueden considerar potencialmente habitables. “No es que estos planetas sean raros, sino que cuestan mucho de encontrar”, matiza Ribas. De hecho, los científicos calculan que la proporción de planetas habitables es del 30% respecto al número de estrellas. Como en la Vía Láctea hay, como mínimo, unos 100.000 millones de estrellas, según esta estimación tendría que haber casi 30.000 millones de planetas potencialmente habitables solo en nuestra galaxia. Si se tiene en cuenta que en todo el Universo hay aproximadamente unos 100.000 millones de galaxias con un número equivalente de estrellas y planetas, al número de planetas potencialmente habitables de una galaxia se le tienen que añadir once ceros para estimar los de todo el Universo.

A la espera de la tecnología

Para determinar cuáles de estos planetas potencialmente habitables son realmente habitables, habría que detectar agua líquida. Y sólo hay una manera de conseguirlo: se tiene que analizar la atmósfera del planeta y encontrar vapor de agua. El problema es que si ya es difícil detectar un exoplaneta, todavía lo es más analizar con detalle su atmósfera. Los astrónomos, sin embargo, expertos en medidas indirectas, han ideado una manera de hacerlo. Cuando un planeta se sitúa entre su estrella y la Tierra, parte de la luz de la estrella que llega a los telescopios terrestres lo hace después de atravesar la atmósfera del planeta. La interacción con los componentes de la atmósfera hace que esta luz quede modificada. A partir de la comparación de esta luz alterada con la luz de la estrella que no ha circulado a través de la atmósfera se pueden inferir los componentes que forman la capa gaseosa que rodea el planeta.

El problema de estas medidas es que, en el caso de los planetas rocosos, la cantidad de luz que atraviesa la atmósfera es muy pequeña comparada con la cantidad total de luz de la estrella y es muy difícil de medir. Tal como indica Ignasi Ribas, “tenemos la técnica para hacer estas medidas pero todavía no tenemos la tecnología”. Como consecuencia de esta limitación, de momento, este tipo de medidas solo se han aplicado con éxito en planetas algo más pequeños que Neptuno, de una masa unas 15 veces la de la Tierra.

“A lo largo de los próximos diez años habrá instrumentos que permitirán estudiar a grandes rasgos las atmósferas de estos planetas”, explica Ribas. Uno de estos instrumentos es el telescopio espacial James Webb, que la NASA tiene previsto poner en órbita en 2021. Por su parte, la misión ARIEL de la Agencia Espacial Europea (ESA) tiene previsto lanzar un telescopio espacial para analizar atmósferas de exoplanetas en 2028. Además, el Telescopio Europeo Extremadamente Grande (ELT), que el consorcio de observación astronómica European Southern Observatory (ESO) está construyendo en Chile y que empezará a funcionar en 2025, también podrá hacer este tipo de observaciones a partir de técnicas diferentes.

Desgraciadamente, sin embargo, “es poco probable que estos aparatos puedan caracterizar con detalle las atmósferas de exoplanetas”, dice Ribas. Por eso varias agencias ya trabajan en una segunda generación de misiones que sean capaces de obtener imágenes directas de exoplanetas, cosa que tendría que permitir determinar por qué componentes está formada su atmósfera. No se prevé, sin embargo, que estas misiones se pongan en marcha antes de la década del 2040.

Mirar en la Tierra para buscar aliens

Una vez se obtenga información de las atmósferas planetarias, tanto de las misiones de esta década como de las posteriores, se tendrá que usar para valorar la posibilidad de vida extraterrestre. Pero, ¿cómo se puede deducir la presencia de vida solo a partir de los gases que hay en una atmósfera? En este punto, la aproximación que hacen los científicos se basa, de nuevo, en la vida tal como la conocemos. A pesar de que la vida en la Tierra es muy diversa, tiene unos patrones generales de funcionamiento que dan lugar a un intercambio de gases que acaba favoreciendo unos componentes atmosféricos determinados. La búsqueda en este campo es muy activa y todavía no hay resultados firmes y definitivos, pero lo que buscan los científicos es concretar qué combinaciones de gases atmosféricos se pueden explicar solo con la presencia de vida. Por ahora, se conjetura que en estas combinaciones tendría que haber oxígeno, metano y óxido de nitrógeno, a pesar de que las proporciones de cada componente y la presencia de otros gases son todavía motivo de debate y de investigación.

Además de determinar la composición de la atmósfera, estas misiones tendrían que proporcionar información sobre las condiciones de temperatura y presión en la superficie de los exoplanetas. En este punto es donde entra en juego el conocimiento procedente del ámbito de la biología y la ecología, cosa que demuestra que la búsqueda de vida extraterrestre es una área de investigación verdaderamente multidisciplinaria. Los biólogos que trabajan en este campo estudian los ambientes extremos de la Tierra para ver qué formas de vida proliferan. La llamada de este diario pilla al investigador Andrea Butturini recién vuelto de unas lagunas que hay en la zona fronteriza entre Lleida y Zaragoza. Se trata de un sistema de lagunas que forma parte de la cuenca del Ebro y que se asienta sobre tierras de tizas muy saladas, cosa que hace que la concentración de sal en estas balsas pueda multiplicar hasta veinte veces la salobridad del mar. A pesar de que en verano están secas y no son más que una costra de sal, “se encuentran bacterias, algas y pequeños invertebrados”, explica el investigador de la Universitat de Barcelona. El objetivo de examinar estos ecosistemas extremos es establecer analogías con ambientes otros planetas para poder imaginar qué formas de vida podría haber.

“Clásicamente se pensaba que la vida se daba en unas condiciones muy estrechas, pero gracias a los estudios de los últimos veinte años se ha visto que es más tenaz”, explica Jordi Urmeneta, microbiólogo de la Universitat de Barcelona. Se ha encontrado vida cerca de volcanes submarinos con temperaturas de más de 100 ºC y acideces que superan las del ácido clorhídrico comercial, conocido popularmente como salfumán. También se ha encontrado a 11.000 metros de profundidad, donde la presión es más de 1.000 veces la presión en la superficie terrestre; adentro del hielo a menos de 20º C bajo cero, e incluso en lagos sódicos donde el agua está a más de 25º C y tiene propiedades parecidas a las del amoníaco o la lejía. En estos ambientes tan extremos, viven sobre todo microorganismos, la mayoría de los cuales son bacterias. “La vida microbiana tiene una plasticidad metabólica que hace que sea la más adaptable”, explica Urmeneta.

Buscar vida junto a casa

La búsqueda de vida fuera de la Tierra no solo consiste en explorar exoplanetas, sino también en investigar qué candidatos a albergar vida hay en el Sistema Solar. Y en estos momentos hay cuatro candidatos que destacan por encima del resto: Marte, Europa y Ganimedes (los dos satélites de Júpiter) y Encélado (uno de los satélites de Saturno). Como los hallazgos de los últimos años indican que en algún momento del pasado en Marte hubo agua líquida, uno de los objetivos de las misiones que visitarán el Planeta Rojo en los próximos años será excavar la superficie en busca de los restos de una posible y antigua forma de vida marciana. Por otro lado, Europa, Ganimedes y Encélado están recubiertos por una capa de decenas de kilómetros de hielo, pero los científicos piensan que bajo el hielo puede haber agua líquida. Este agua podría estar a temperaturas de más de 100ºC y estaría sometida a una gran presión y a una oscuridad absoluta, unas condiciones que recuerdan las de las profundidades abisales, donde se ha descubierto vida bacteriana. Otro ambiente terrestre análogo al de estos satélites es el del lago Vostok, situado bajo tres kilómetros y medio de hielo antártico. Una misión rusa perfora desde hace años el hielo que recubre el lago e incluso ha conseguido coger muestras de agua para buscar alguna forma de vida. Los resultados de la misión, sin embargo, todavía no han sido validados por la comunidad científica internacional. De todas maneras, si la perforación de tres kilómetros y medio de hielo para llegar al agua del lago Vostok ha durado años, la posibilidad de agujerear decenas de kilómetros de hielo desde la superficie de un satélite de Júpiter o Saturno es del todo remota. En los últimos años, sin embargo, se ha descubierto un fenómeno que aporta una brizna de esperanza para los astrobiólogos: los géiseres en la superficie de Europa y de Encélado. Estos afloramientos de agua líquida y de vapor que se elevan centenares de kilómetros sobre la superficie helada de los satélites son, de momento, la única manera de obtener alguna información sobre el interior de estos cuerpos. La Agencia Espacial Europea (ESA) tiene previsto elevar en 2022 la misión JUICE, una nave que llegará en 2029 en Júpiter y explorará los satélites Ganimedes, Europa y Calisto. A pesar de que uno de los objetivos de JUICE es determinar las características de los océanos líquidos que puede haber bajo el hielo de la superficie de los satélites, no tendrá suficiente capacidad para explorar la composición de los géiseres en busca de vida. Para eso habrá que esperar a futuras misiones de la NASA, que, a pesar de que no lo tiene previsto, es la agencia que hoy en día tiene la capacidad de hacerlo.

Más allá de los paralelismos entre estos mundos helados y las profundidades de lagos y océanos, hay otros ambientes extremos en la Tierra, completamente diferentes, y que también son fuente de inspiración para los astrobiólogos. Es el caso de los lagos bituminosos, afloramientos naturales de petróleo líquido que llegan a formar pantanos y, en algunos casos, verdaderos lagos. El lago Pitch, en Trinidad y Tobago, contiene diez millones de toneladas de petróleo, y el lago Bermúdez, en Venezuela, ocupa 445 hectáreas. En estos lagos también se han encontrado microorganismos que se han adaptado a unas condiciones diferentes a las de la vida basada en el agua. “Se puede establecer una analogía entre el ambiente de estos lagos y el de Titán, uno de los satélites de Saturno”, dice Andrea Butturini. “Ahora bien, hay que ir con mucho cuidado con estas analogías porque no todas las condiciones son parecidas y, además, a estos lagos bituminosos puede llegar vida del bosque del lado”.

Entre los candidatos del Sistema Solar y las decenas de miles de millones de planetas potencialmente habitables que hay solo en nuestra galaxia, parece que hay muchos números de que toque la rifa de la vida. “En la Tierra, la vida apareció muy pronto, o sea que quizás no es un fenómeno tan complicado”, dice Urmeneta, que se inclina por pensar que es más osado sostener que no hay vida fuera de la Tierra que defender que haya. Según Ignasi Ribas, “desde un punto de vista estrictamente científico, no podemos decir nada porque no tenemos datos”. “Podemos utilizar principios filosóficos -continúa- y decir que no podemos ser los únicos porque esto nos haría especiales”. Según Ribas, la variable clave para dirimir la cuestión es el valor de la probabilidad de que surja la vida en un ambiente donde se dan las condiciones. Y este dato no se conoce. Por muchas decenas de miles de millones de planetas con condiciones adecuadas que haya, si esta probabilidad es extremamente pequeña, no se podría descartar que estuviéramos solos. De todas maneras, “yo espero un Universo que hierva de vida”, dice Ribas esperanzado. “Me dedico a esto porque quiero demostrar la mediocridad de la Tierra y los seres humanos”, concluye.