Impostores alienígenas: los planetas con oxígeno no necesariamente tienen vida

Una atmósfera planetaria rica en CO2 expuesta a una descarga de plasma en el laboratorio de Sarah Hörst. Crédito: Chao He

En su búsqueda de vida en sistemas solares cercanos y lejanos, los investigadores a menudo han aceptado la presencia de oxígeno en la atmósfera de un planeta como el signo más seguro de que la vida puede estar presente allí. Un nuevo estudio de Johns Hopkins, sin embargo, recomienda una reconsideración de esa regla de oro. 

Simulando en el laboratorio las atmósferas de los planetas más allá del sistema solar, los investigadores crearon con éxito tanto compuestos orgánicos como oxígeno, sin vida. 

Los hallazgos, publicados el 11 de diciembre por la revista ACS Earth and Space Chemistry, sirven como una advertencia para los investigadores que sugieren que la presencia de oxígeno y sustancias orgánicas en mundos distantes es evidencia de la vida allí. 

"Nuestros experimentos produjeron oxígeno y moléculas orgánicas que podrían servir como bloques de construcción de la vida en el laboratorio, lo que demuestra que la presencia de ambos no indica definitivamente la vida", dice Chao He, científico investigador asistente en el Departamento de la Tierra de la Universidad Johns Hopkins y Ciencias planetarias y primer autor del estudio. "Los investigadores deben considerar más cuidadosamente cómo se producen estas moléculas". 

El oxígeno constituye el 20 por ciento de la atmósfera de la Tierra y se considera uno de los gases de biosignatura más robustos en la atmósfera de la Tierra. En la búsqueda de vida más allá del sistema solar de la Tierra, sin embargo, poco se sabe acerca de cómo las diferentes fuentes de energía inician reacciones químicas y cómo esas reacciones pueden crear firmas biológicas como el oxígeno. Mientras que otros investigadores han ejecutado modelos fotoquímicos por ordenador para predecir qué atmósferas de exoplanetas podrían crear, no se han llevado a cabo en el laboratorio simulaciones de este tipo antes del conocimiento de He. 

Chao He explicando cómo funciona la configuración de PHAZER del estudio. Crédito: Chanapa Tantibanchachai

El equipo de investigación realizó los experimentos de simulación en una cámara especialmente diseñada para HAZE (PHAZER) en el laboratorio de Sarah Hörst, profesora asistente de ciencias de la Tierra y planetarias y coautora del artículo. Los investigadores probaron nueve mezclas de gases diferentes, consistentes con las predicciones para atmósferas de exoplanetas de tipo super-Tierra y mini-Neptuno; tales exoplanetas son el tipo de planeta más abundante en nuestra galaxia la Vía Láctea. Cada mezcla tenía una composición específica de gases tales como dióxido de carbono, agua, amoníaco y metano, y cada una se calentó a temperaturas que oscilaron entre aproximadamente 80 y 700 grados Fahrenheit. 

He y el equipo permitieron que cada mezcla de gas fluyera a la configuración de PHAZER y luego expusieron la mezcla a uno de los dos tipos de energía, con la intención de imitar la energía que desencadena las reacciones químicas en las atmósferas planetarias: plasma de una corriente luminosa de corriente alterna o luz de una lámpara ultravioleta. El plasma, una fuente de energía más fuerte que la luz UV, puede simular actividades eléctricas como rayos y / o partículas energéticas, y la luz UV es el principal impulsor de las reacciones químicas en atmósferas planetarias como las de la Tierra, Saturno y Plutón. 

Después de ejecutar los experimentos de forma continua durante tres días, correspondientes a la cantidad de tiempo que el gas estaría expuesto a las fuentes de energía en el espacio, los investigadores midieron e identificaron los gases resultantes con un espectrómetro de masas, un instrumento que clasifica las sustancias químicas según su relación masa / carga. 

El equipo de investigación descubrió múltiples escenarios que producían moléculas orgánicas y de oxígeno que podrían generar azúcares y aminoácidos, materias primas para las cuales podría comenzar la vida, como el formaldehído y el cianuro de hidrógeno. 

"La gente solía sugerir que la presencia de oxígeno y sustancias orgánicas indica vida, pero las producimos abióticamente en múltiples simulaciones", dice He. "Esto sugiere que incluso la co-presencia de firmas biológicas comúnmente aceptadas podría ser un falso positivo para la vida". 

Más información: Chao He et al, Química en fase gaseosa de atmósferas de exoplanetas frías: conocimiento de simulaciones de laboratorio, química de la Tierra y el espacio ACS (2018). DOI: 10.1021/acsearthspacechem.8b00133

Fuente: Johns Hopkins University,