¿Alienigenas Que Respiran Hidrógeno? Un Reciente Enfoque Para Localizar Vida Alienigena

extraterrestres que respiran hidrogeno un nuevo enfoque para encontrar vida extraterrestre
extraterrestres que respiran hidrogeno un nuevo enfoque para encontrar vida extraterrestre

¿Alienigenas Que Respiran Hidrógeno? Un Reciente Enfoque Para Localizar Vida Alienigena

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La primera vez que encontremos evidencia de vida en un mundo que orbita a otra estrella (un exoplaneta), quizá será analizando los gases en su atmósfera. Con el aumento del número de mundos semejantes a la Tierra conocidos, pronto podríamos revelar gases en la atmósfera de un exoplaneta que están asociados con la vida en la Tierra.

Pero, ¿y si la vida alienigena usa una química algo distinto a la nuestra? Un reciente ensayo, publicado en Nature Astronomy, sostiene que nuestras mejores posibilidades de utilizar atmósferas para localizar evidencia de vida es ampliar nuestra búsqueda de centrarnos en mundos como el nuestro para incluir aquellos con una atmósfera de hidrógeno.

Podemos sondear la atmósfera de un exoplaneta cuando pasa frente a su estrella. Cuando ocurre tal tránsito, la luz de la estrella posee que atravesar la atmósfera del mundo para llegar a nosotros y parte de ella se absorbe a medida que avanza.

Al ver el espectro de la estrella, su luz desglosada según su longitud de onda, y averiguar qué luz falta debido al tránsito, se revela en qué gases se compone la atmósfera. Documentar las atmósferas de exoplanetas es uno de los objetivos del muy retrasado telescopio espacial James Webb.

Si tuviéramos que localizar una atmósfera que tuviera una mezcla química distinto a la que esperaríamos, una de las aclaraciones más sencillos sería que se mantiene de esa forma por medio procesos vivos. Ese es el suceso de la Tierra. La atmósfera de nuestro mundo contiene metano (CH₄), que reacciona naturalmente con el oxígeno para producir dióxido de carbono. Pero el metano se mantiene recargado por medio procesos biológicos.

Otra forma de ver esto es que el oxígeno no estaría allí en absoluto si no hubiera sido liberado del dióxido de carbono por microbios fotosintéticos durante el denominado gran suceso de oxigenación que empezó hace unos 2.400 millones de años.

Mire más allá de las atmósferas de oxígeno

Los autores del reciente ensayo argumentan que tendriamos que iniciar a investigar planetas más grandes que la Tierra cuyas atmósferas están dominadas por hidrógeno. Es factible que estos no tengan oxígeno libre, porque el hidrógeno y el oxígeno forman una mezcla altamente inflamable.

La aeronave Hindenberg llena de hidrógeno destruida por un incendio en 1937. Tal incendio no podría ocurrir en un planeta con una atmósfera de hidrógeno libre de oxígeno. Imagen: Murray Becker / Associated Press

El hidrógeno es la más ligera de todas las moléculas y se escapa fácilmente al cosmos. Para que un mundo rocoso tenga una gravedad lo suficientemente fuerte como para aferrarse a una atmósfera de hidrógeno, debe ser una “súper-Tierra” con una masa entre dos y diez veces la de la Tierra.

El hidrógeno podría haber sido capturado directamente de la nube de gas donde creció el mundo, o haber sido liberado más tarde por una reacción química entre el hierro y el agua.

La densidad de una atmósfera dominada por hidrógeno disminuye unas 14 veces menos velozmente cuanto más alto se asciende que en una atmósfera dominada por nitrógeno como la de la Tierra.

Esto crea una envoltura 14 veces mayor de la atmósfera que rodea al mundo, lo que facilita la detección en los datos de los espectros. Las mayores dimensiones además mejorarían nuestras posibilidades de ver dicha atmósfera por medio imágenes directas con un telescopio óptico.

Respiración de hidrógeno en el laboratorio

Los autores llevaron a cabo ensayos de laboratorio en los que demostraron que la bacteria E. coli (miles de millones de las cuales viven en los intestinos) puede sobrevivir y multiplicarse bajo una atmósfera de hidrógeno en inexistencia total de oxígeno. Demostraron lo mismo para una diversidad de levadura.

Si bien esto es interesante, no agrega demasiado peso al argumento de que la vida podría florecer bajo una atmósfera de hidrógeno. Ya sabemos bastantes microbios en el interior de la corteza terrestre que sobreviven metabolizando el hidrógeno, y tambien existe un organismo multicelular que pasa toda su vida en una zona libre de oxígeno en el suelo del Mediterráneo.

Spinoloricus, un organismo diminuto pero multicelular que aparentemente no requiere oxígeno para vivir. La barra de escala es de 50 micrómetros.

Es poco posible que la atmósfera de la Tierra, que empezó sin oxígeno, haya tenido más del 1% de hidrógeno. Pero la vida temprana pudo haber tenido que metabolizarse haciendo reaccionar hidrógeno con carbono para formar metano, en vez de realizar reaccionar oxígeno con carbono para formar dióxido de carbono, como lo hacen los humanos.

Gases de biofirma

en cambio, el ensayo hizo un hallazgo notable. Los expertos demostraron que hay una “asombrosa diversidad” de docenas de gases producidos por productos de E. coli que viven bajo hidrógeno.

Bastantes de estos, como dimetilsilfuro, sulfuro de carbonilo e isopreno, podrían ser “biofirmas” detectables en una atmósfera de hidrógeno. Esto aumenta nuestras posibilidades de identificar signos de vida en un exoplaneta; debes conocer qué rastrear.

Mencionado esto, los procesos metabólicos que usan hidrógeno son menos eficientes que los que usan oxígeno. en cambio, la vida que respira hidrógeno ya es un concepto establecido en lo que corresponde a los astrobiólogos. Los respiradores de hidrógeno delicados inclusive han aparecido en algunas novelas de ciencia ficción basadas en la sensatez, como las novelas Uplift de David Brin.

Los autores del reciente ensayo además indican que el hidrógeno molecular en concentración bastante puede actuar como gas de efecto invernadero. Esto podría mantener la superficie de un mundo lo suficientemente caliente para el agua líquida y, por lo tanto, la vida en la superficie, más lejos de su estrella de lo que sería de otra forma.