Los posibles signos de vida en planetas distantes suenan emocionantes, pero la confirmación podría llevar años

Los astrónomos pueden utilizar telescopios para encontrar moléculas específicas en las atmósferas de planetas vecinos, en nebulosas (nubes de polvo y gas interestelar) a cientos o miles de años luz de distancia, o en galaxias más allá de los confines de la Vía Láctea.

Hasta ahora, los astrónomos han encontrado más de 350 moléculas en los espacios entre y alrededor de las estrellas en poco menos de cien años; la primera molécula de este tipo se informó en 1937. Cada año, el almacén de sustancias químicas cósmicas crece desde un puñado hasta varias docenas de nuevos descubrimientos. Muchas de estas moléculas son precursoras de biomoléculas, lo que significa que pueden proporcionar pistas sobre los orígenes de la vida en otras partes del cosmos.

Como astroquímico, mi investigación se refiere a las sustancias químicas que se encuentran en el espacio, especialmente en las distantes nubes cósmicas donde nacen las estrellas jóvenes. Aun así, las observaciones precisas realizadas por estos telescopios nunca dejan de sorprenderme.

Con este auge continuo de los datos de los censos astroquímicos, hay mucho de qué entusiasmarse. A veces, sin embargo, este entusiasmo puede ser prematuro. Encontrar moléculas en lugares que los humanos probablemente nunca visitarán no es una tarea sencilla, por lo que verificar y, a veces, corregir estas observaciones es un proceso continuo, especialmente para moléculas cuyas señales no son tan fuertes.

‘Ver’ moléculas en el espacio

Los astrónomos no pueden visitar los planetas vecinos, y mucho menos las regiones distantes de formación de estrellas. Entonces, ¿cómo ven lo que hay ahí?

Los astrónomos observan el cosmos utilizando telescopios que recogen las diferentes longitudes de onda de energía electromagnética. Para la astroquímica se suelen utilizar radiotelescopios. Estos instrumentos parecidos a antenas parabólicas se utilizan para “ver” ondas de radio, que tienen longitudes de onda mucho más largas de lo que el ojo humano puede percibir.

El telescopio Robert C. Bird Green Bank en Virginia Occidental es un radiotelescopio que se ha utilizado en el descubrimiento de muchas astromoléculas. NSF/AUI/NRAO/John Stoke, CC BI

Cuando las moléculas se mueven libremente como gases en el espacio, giran y este movimiento libera energía en forma de fotones o partículas electromagnéticas. Diferentes tipos de rotaciones requieren diferentes niveles de energía. Cada fotón lleva consigo esa energía al telescopio, que registra su señal. Cuantos más fotones de una energía determinada, más fuerte será la señal.

Si un radiotelescopio registra todas las señales esperadas para una determinada molécula (su espectro), entonces los astrónomos pueden decir con certeza que han descubierto esa molécula.

Para la astroquímica también se pueden utilizar telescopios infrarrojos, como el telescopio espacial James Webb, o telescopios que detectan luz visible, como el telescopio espacial Hubble. Sin embargo, ambos tipos de telescopios captan señales químicas, que a menudo son más difíciles de distinguir entre sí.

Saber qué buscar

Detrás de cada descubrimiento de una nueva molécula en el espacio hay meses o incluso años de trabajo para capturar las “huellas dactilares” de la sustancia química o su espectro.

Pasé aproximadamente un año haciendo este tipo de trabajo en la Universidad de Colonia en Alemania como investigador Fulbright. Allí utilicé modelos informáticos de sustancias químicas astrofísicamente interesantes para predecir cómo serían sus espectros.

En el laboratorio, inyecté productos químicos en un tubo de vidrio mantenido al vacío para imitar las condiciones del espacio. Usando instrumentos sensibles, registré lo que vería un radiotelescopio si mirara solo esa molécula.

Los astrónomos ya habían encontrado algunas de estas moléculas en el espacio, y mis colegas y yo las estábamos examinando, pero también estábamos observando moléculas que predijimos que podrían existir en algún lugar del espacio.

Trabajé con un equipo de científicos para ajustar las entradas de la computadora una y otra vez hasta que los espectros simulados coincidieran con los datos experimentales. Cuando los espectros simulados coincidieron con los experimentos, significó que los espectros simulados modelaron de manera confiable cómo se ve la huella digital de la molécula en el espacio. Los espectros de modelos confiables permiten a los astrónomos detectar características químicas en frecuencias superiores a las que pueden medir en el laboratorio.

Si bien mi contribución al equipo de Colonia no condujo al descubrimiento de una nueva molécula en el espacio, obtuve reconocimiento por trabajar detrás de escena del descubrimiento molecular. Las mediciones de laboratorio se realizan precisamente para que los astrónomos puedan estar seguros de sus detecciones.

Cuando las detecciones se vuelven turbias

Incluso con potentes radiotelescopios y experimentos exhaustivos, algunas detecciones no son tan claras como les gustaría a los astrónomos. A veces las señales son demasiado débiles para que los astrónomos estén absolutamente seguros de que representan las moléculas que creen que son. En otros casos, se acumulan demasiadas señales moleculares, lo que da lugar a una mezcla de diferentes señales.

Los científicos han descubierto en los cometas y en las atmósferas de otros planetas moléculas relevantes para los procesos biológicos de la Tierra. Estos descubrimientos son apasionantes, pero la mayoría de los científicos tienen cuidado de no sacar conclusiones precipitadas porque estas moléculas generalmente pueden existir fuera de los seres vivos.

A veces, sin embargo, el entusiasmo eclipsa la cautela y conduce a conclusiones prematuras.

Los científicos a menudo se entusiasman cuando hay nuevas moléculas potencialmente presentes, especialmente moléculas biológicamente relevantes, y quieren compartir esos descubrimientos con el mundo. A algunos investigadores también les preocupa ser los primeros en publicar un nuevo resultado, especialmente porque muchos de los datos del telescopio están disponibles públicamente después de un corto período de propiedad.

Quizás uno de los no descubrimientos más interesantes de la astroquímica fue el descubrimiento de la glicina en el espacio interestelar hace más de 20 años. La glicina es el aminoácido más simple, un tipo de molécula necesaria para la vida tal como la conocemos. Encontrar esta molécula en la niebla cambiaría la forma en que los científicos piensan sobre la evolución de los ingredientes de la vida.

Esta es una imagen en infrarrojo medio de Sagitario B2 tomada por el Telescopio Espacial James Webb. Sagitario B2 es una región del espacio rica en moléculas y uno de los lugares donde los científicos pensaron haber detectado glicina antes de que esa afirmación fuera refutada. NASA, ESA, CSA, STScI, A. Ginsburg (Universidad de Florida), N. Budayev (Universidad de Florida), T. Ioo (Universidad de Florida). Procesamiento de imágenes: A. Pagan (STScI), CC BI

Más recientemente se ha investigado otro descubrimiento molecular: la posible detección de fosfina en la atmósfera de Venus. A diferencia de la glicina, los científicos aún no se han puesto de acuerdo sobre si la fosfina, que está relacionada con algunos procesos biológicos en la Tierra, está realmente presente en Venus.

Los primeros informes de fosfina en Venus alimentaron conversaciones sobre firmas biológicas y evidencia de vida potencial en el planeta hermano de la Tierra, mucho más cálido. Sin embargo, estudios posteriores realizados por otros científicos no pudieron confirmar los resultados iniciales.

Durante los últimos cinco años, los científicos han seguido intentando confirmar o refutar definitivamente la fosfina de Venus.

Verificación de reclamaciones

Cuando lees sobre descubrimientos de nuevas moléculas en el espacio interestelar o en otros planetas, ¿cómo puedes estar seguro de las detecciones sobre las que lees? Es importante estar atento a los titulares llamativos que afirman que se han encontrado signos de vida en otras partes del universo. Los descubrimientos de moléculas que se basan en la detección de sólo una o dos señales son generalmente menos confiables que aquellos que se basan en cinco o más señales.

En el caso de descubrimientos que generen indicios de vida en otros mundos, es casi seguro que otros científicos intentarán reproducir los resultados. Si espera unos meses hasta que se apague la fanfarria inicial, puede hacer una búsqueda en la web para ver qué nuevos resultados han surgido para respaldar (o refutar) la afirmación original.