Científicos identifican exoplanetas en donde la vida pudo desarrollarse como en la Tierra

Representación artística de Kepler-452b, un exoplaneta de 1,5 veces la Tierra descubierto dentro de la zona de habitabilidad de una estrella como el Sol. Es el más pequeños de los exoplanetas conocidos de momento que residen en la zona de abiogénesis: la zona en donde dado el acedado entorno de la superficie, y la luz UV suficiente para poder formar los bloques constituyentes de la vida. Crédito de la Imagen: NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle

Científicos han identificado un grupo de planetas fuera de nuestro Sistema Solar en donde se dan las mismas condiciones química que condujeron a la existencia de la vida en al Tierra. 

Los investigadores, de la Universidad de Cambridge y del Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology (MRC LMB), descubrieron que las posibilidades para que la vida se desarrolle en la superficie de un planeta rocoso como la Tierra están relacionadas con el tipo y fuerza de la luz que emite su estrella anfitriona. 

La investigación de estos que ha sido publicada en el journal Science Advances, propone que las estrellas que emiten la suficiente luz ultravioleta (UV) podrían iniciar la vida en los planetas que la orbitan, de la misma manera en que se desarrolló en la Tierra, en donde la luz UV alimenta una serie de reacciones química que producen los bloques de construcción que originan la vida. 

Los investigadores identificaron un rango de planetas en donde la luz UV de su estrella anfitriona es suficiente para permitir estas reacciones químicas, y que además se encuentran en el rango de la zona habitable en donde el agua líquida puede existir en la superficie de tales planetas. 

“Este trabajo posibilita limitar los mejores sitios pata la búsqueda de la vida,” dijo Paul Rimmer, investigador postdoctoral con afiliación conjunta al laboratorio Cavendish de Cambridge y el MRC LMB, siendo el autor principal de la publicación. “Nos acerca un poco más a resolver la cuestión de si estamos solos o no en el Universo.” 

Este nuevo trabajo es el fruto de una colaboración continuada entre el laboratorio Cavendish de Cambridge y el MRC LMB, aunando a la química orgánica y la investigación de exoplanetas. Se basa en el trabajo del profesor John Sutherland, coautor de la investigación, quien estudia el originen químico de la vida en la Tierra. 

En un artículo que fue publicado en 2015, el grupo del profesor Sutherland en el MRC LMB proponía que el cianuro, aun siendo un veneno mortal, era de hecho un ingrediente clave en la sopa primordial de la que surgió toda vida en al Tierra. 

En esta hipótesis, el carbono procedente de los meteoritos que se estrellaron contra la joven Tierra interactuaría con el nitrógeno en la atmosfera formando cianuro de hidrogeno, este caería en forma de lluvia a la superficie, en donde interactuó con otros elementos de varias maneras, impulsado por la luz UV procedente del Sol. Los químicos que se produjeron por medio de estas interacciones dieron lugar a los componentes básicos del ARN, el pariente cercano al ADN y que la mayoría de biólogos cree fue la primera molécula de la vida en portar información. 

En el laboratorio, el grupo de Sutherland ha recreado estas condiciones químicas bajo lámparas UV, y ha generado a los precursores de los lípidos, aminoácidos y nucleótidos, todos estos componentes esenciales de las células vivas. 

“Me encontré con estos experimentos anteriores, y como astrónomo, mi primera pregunta es siempre tipo de luz estas usando, que como químicos no habían pensado en realidad acerca de ello,” dijo Rimmer. “Comencé por medir el número de fotones emitido por las lámparas, y entonces me di cuenta de que comparando esta luz con la luz de diferentes tipos de estrella era la forma de proceder hacia el próximo siguiente.” 

Ambos grupos llevaron a cabo una serie de experimentos de laboratorio para medir lo rápido que se pueden formar los componentes básicos de la vida a partir del cianuro de hidrogeno y de iones del sulfito de hidrogeno en agua cuando son expuestos a la luz UV. Tras lo cual realizaron el mismo experimento en la ausencia de la luz. 

“hay química que ocurre en la oscuridad: es más lenta que la química que ocurre a la luz, pero está ahí,” dijo el autor principal el profesor Didier Queloz, también del laboratorio de Cavendish. “Queríamos ver cuanta luz hace falta para que la química con luz venza a la química de oscuridad.” 

El mismo experimento llevado a cabo en la oscuridad con el cianuro de hidrógeno y el sulfito de hidrogeno dando como resultado un compuesto inerte que no se podría usar para formar los bloques de construcción de la vida, mientras que el experimento llevado a cabo bajo la luz resultó dar los componentes necesarios. 

Tras esto los investigadores compraron la química de la luz con la de la oscuridad contra la de la luz UV de diferentes estrellas. Estos trazaron la cantidad de luz ultravioleta que disponían planetas en las órbitas de estas estrellas para determinar en donde podría activarse esta química. 

Se encontró que las estrellas a la misma temperatura que nuestro Sol emiten la suficiente luz para que los componentes necesarios para la vida se hayan construido en la superficie de esos planetas. Por el contrario, las estrellas frías, no producen la suficiente cantidad de luz para formar esos bloques necesarios para la vida, excepto si estas tienen frecuentes y poderosas llamaradas solares que impulsen la química un paso tras del otro. Los planetas que reciben la suficiente luz para activar la química y que pudieran tener agua líquida en sus superficies, se encuentran entre los que los científicos han hallado zona de abiogénesis. 

Un diagrama que muestra cuál de los grupos seleccionados de exoplanetas (y la Tierra) se encuentran en la zona de abiogénesis, en relación a la temperatura de la estrella y el periodo del exoplaneta (el tiempo que tarda el exoplaneta en dar la vuelta a su estrella anfitriona). La región en rojo muestra el error experimental involucrado en delimitar la zona de abiogénesis. Crédito de la Imagen: Rimmer et al. / Science Advances

Entre los planetas conocidos que residen en la zona de angiogénesis se encuentran varios planetas detectados por el Telescopio Kepler, que incluye a Kepler 452b, un planeta que se ha apodado como el ‘primo’ de la Tierra, aunque se encuentra demasiado lejos para su sondeo con la tecnología de hoy en día. La próxima generación de telescopios, como el TESS de la NASA y el Telescopio Espacial James Webb, con suerte serán capaces de identificar y potencialmente caracterizar muchos más planetas que se encuentren en una zona de abiogénesis. 

Por supuesto, podría ser que, si hubiese vida en otros planetas, que se haya o vaya a desarrollarse de una manera distinta a como sucedió en la Tierra. 

“No estoy seguro de contingente que es la vida, pero dado de que disponemos de un ejemplo hasta ahora, tiene sentido mirar en los lugares que son casi como el nuestro,” dijo Rimmer. “hay una importante diferencia entre lo que es necesario y lo que es suficiente. Los bloques de construcción de la vida son necesarios, pero podrían no ser suficientes: es posible que los pudieras mezclar por millones de años y no sucediera nada. Pero por lo menos quieres buscar en los lugares en donde las cosas necesarias existen.” 

De acuerdo a estimaciones actuales, hay al menos tantos como 700 trillones de planetas terrestres en el Universo observable. “Disponer de una idea de qué fracción esta, o podría estar, preparado para a la vida es algo que me fascina.” dijo Sutherland. Por supuesto, estar preparado para la vida no l oes todo y aún no sabemos lo propensa que es el origen de la vida, incluso dadas las circunstancias favorables – si fuese poco probable entonces estaríamos solos, pero sino, podríamos tener compañía. 

La investigación ha sido financiada por la Fundación Kavli Fundación ay la Fundación Simons. 

Referencias: Paul B. Rimmer et al. ‘The Origin of RNA Precursors on Exoplanets.’ Science Advances (2018). DOI: 10.1126/sciadv.aar3302 

Fuentes: University of Cambridge, MRC Laboratory of Molecular Biology (LMB), Wikipedia,