Si tales mundos existen, podrían estar entre los planetas con mayor presencia de vida en la galaxia
Los mundos hicéanos, que son un posible tipo de exoplaneta con océanos profundos rodeados por una gruesa envoltura de hidrógeno, podrían brindar la mejor oportunidad para que el Telescopio Espacial James Webb (JWST) detecte biofirmas, según un nuevo estudio.
Esos posibles signos de vida son un grupo de sustancias químicas llamadas haluros de metilo, que en la Tierra son producidos por algunas bacterias y algas oceánicas.
"A diferencia de un planeta similar a la Tierra, donde el ruido atmosférico y las limitaciones de los telescopios dificultan la detección de biofirmas, los planetas hicéanos ofrecen una señal mucho más clara", dijo en un comunicado Eddie Schwieterman, astrobiólogo de la Universidad de California en Riverside.
Por ahora, la existencia de planetas hicéanos sigue siendo hipotética. Su nombre es una combinación de "hidrógeno" y "océano", acuñado por primera vez en 2021 por el científico planetario Nikku Madhusudhan, de la Universidad de Cambridge.
Se espera que los planetas hicéanos orbiten estrellas enanas rojas, y el mejor candidato para un mundo hicéano es el planeta K2-18b. Este exoplaneta, catalogado como un mundo "subneptuniano", orbita en la zona habitable de una estrella enana roja a 124 años luz de la Tierra en la constelación de Leo.
En 2019 el telescopio espacial Hubble descubrió vapor de agua en la atmósfera de K2-18b, y el JWST ha detectado la presencia de dióxido de carbono y metano en la atmósfera del planeta, junto con una falta de monóxido de carbono y amoníaco, exactamente como lo predijo la hipótesis del planeta hicéano. También hay tentadora evidencia de que un compuesto llamado sulfuro de dimetilo, que en la Tierra sólo es producido por el plancton oceánico, también existe en la atmósfera de K2-18b, pero esta evidencia sigue siendo controvertida.
Vídeo: Con datos del Telescopio Espacial Hubble, se ha detectado vapor de agua en la atmósfera de un exoplaneta dentro de la zona habitable de su estrella anfitriona. K2-18b, con ocho veces la masa de la Tierra, es el único planeta que orbita una estrella fuera del sistema solar (o "exoplaneta") conocido por tener agua y temperaturas que podrían albergar vida. Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.
Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de California en Riverside y de la ETH de Zúrich, en Suiza, ha ido un paso más allá. Proponen que otra familia de compuestos llamados haluros de metilo, generados por la vida microbiana oceánica de la Tierra, podrían producir una biofirma (es decir, una firma química de vida biológica) en la atmósfera de un mundo hicéano que es más fácilmente detectable que la firma del oxígeno en un planeta similar a la Tierra.
"Actualmente es difícil o imposible detectar oxígeno en un planeta similar a la Tierra", dijo Michaela Leung, de la Universidad de California en Riverside, primera autora de un nuevo artículo que describe la investigación. "Sin embargo, los haluros de metilo en los mundos hicéanos ofrecen una oportunidad única para su detección con la tecnología existente".
Los haluros de metilo son moléculas que incorporan átomos de carbono y tres átomos de hidrógeno unidos a un átomo de halógeno, como el bromo, el cloro o el flúor. (Los halógenos son un grupo de elementos reactivos no metálicos). En la Tierra, los haluros de metilo son producidos por la vida, pero están lejos de ser abundantes en la atmósfera de nuestro planeta.
Imagen: Un mundo helado orbita una estrella distante. Con una temperatura estimada de tan solo 50 K, OGLE-2005-BLG-390L b es el exoplaneta más frío descubierto hasta la fecha. (Concepción artística). Crédito de la imagen: NASA
Sin embargo, en los mundos hicéanos, la situación podría ser diferente. El equipo de Leung sospecha que las condiciones en dichos mundos, si existieran, permitirían la acumulación en la atmósfera de haluros de metilo en grandes cantidades. Además, los haluros de metilo tendrían fuertes características de absorción en luz infrarroja, en las mismas longitudes de onda que el JWST está diseñado para observar.
"Una de las grandes ventajas de buscar haluros de metilo es que potencialmente se podrían encontrar en tan solo 13 horas con el James Webb. Esto es similar o mucho menor al tiempo de telescopio que se necesitaría para encontrar gases como el oxígeno o el metano", dijo Leung. "Menos tiempo con el telescopio significa que es más económico".
La propuesta del equipo de Leung tiene dos salvedades. Una es que aún desconocemos si los mundos hicéanos existen realmente. Se propusieron como una posibilidad para explicar ciertas propiedades de algunos planetas cálidos de tipo subneptuniano cuyas densidades promedio implican una densa atmósfera de hidrógeno y un océano profundo de agua líquida. Sin embargo, actualmente no es posible observar directamente un océano bajo la envoltura de hidrógeno de un mundo así.
Imagen derecha: Ilustración artística de un mundo hicéano, donde se detectarían gases de haluro de metilo en la atmósfera. (Pablo Carlos Budassi)
El segundo problema es que desconocemos si dichos océanos podrían ser habitables. Un mundo hicéano sería caluroso, y aunque las condiciones extremas bajo la capa de hidrógeno impedirían la evaporación del océano, no se sabe con certeza si sería demasiado caluroso para la vida tal como la conocemos. Sin embargo, una detección positiva de haluros de metilo en la atmósfera de un candidato a mundo hicéano sería un fuerte indicio de que podría existir vida allí, en un océano profundo.
Si existiera vida en un mundo así, tendría que respirar hidrógeno, no oxígeno.
"Estos microbios, si los encontráramos, serían anaeróbicos", dijo Schwieterman. "Estarían adaptados a un tipo de entorno muy diferente, y no podemos concebir realmente cómo sería eso, salvo decir que estos gases son un resultado plausible de su metabolismo".
La vida anaeróbica —es decir, formas de vida que pueden sobrevivir sin oxígeno— existe en la Tierra, por lo que no sería verdaderamente ajena a la vida en nuestro planeta, incluso lo fuera si el entorno en el que viviría. Los mundos similares a la Tierra que orbitan alrededor de enanas rojas podrían escasear, ya que las enanas rojas son pequeñas bestias feroces, propensas a desatar ráfagas de intensa radiación que pueden destruir la atmósfera de un planeta similar a la Tierra. Sin embargo, los mundos hicéanos protegidos por sus densas atmósferas de hidrógeno podrían ser menos vulnerables a los ataques de su estrella.
Por lo tanto, podría ser que los mundos hicéanos sean donde reside la vida en los sistemas de enanas rojas, y dado que las enanas rojas constituyen aproximadamente tres cuartas partes de todas las estrellas en nuestra galaxia, la Vía Láctea, podría haber muchos más mundos hicéanos habitables en el cosmos que mundos similares a la Tierra.
La investigación del equipo de Leung fue publicada el 11 de marzo en The Astrophysical Journal Letters: Examining the Potential for Methyl Halide Accumulation and Detectability in Possible Hycean-type Atmospheres
