Proxima Centauri, una estrella enana roja y la estrella conocida más cercana a la Tierra, está orbitado por un planeta rocoso que tiene el potencial de sostener agua líquida (representación del artista). Crédito:NASA, ESA, G. Tocino (STScI)
Los detectores de monóxido de carbono en nuestros hogares advierten sobre una acumulación peligrosa de ese incoloro, gas inodoro que normalmente asociamos con la muerte. Astrónomos también, En general, han asumido que una acumulación de monóxido de carbono en la atmósfera de un planeta sería un signo seguro de falta de vida. Ahora, Un equipo de investigación dirigido por UC Riverside sostiene lo contrario:los detectores de monóxido de carbono celestes pueden alertarnos de un mundo distante repleto de formas de vida simples.
"Con el lanzamiento del telescopio espacial James Webb dentro de dos años, los astrónomos podrán analizar las atmósferas de algunos exoplanetas rocosos, "dijo Edward Schwieterman, autor principal del estudio y becario del Programa Postdoctoral de la NASA en el Departamento de Ciencias de la Tierra de la UCR. "Sería una pena pasar por alto un mundo habitado porque no consideramos todas las posibilidades".
En un estudio publicado hoy en The Diario astrofísico , El equipo de Schwieterman utilizó modelos informáticos de química en la biosfera y la atmósfera para identificar dos escenarios intrigantes en los que el monóxido de carbono se acumula fácilmente en las atmósferas de los planetas vivientes.
En el primer escenario, el equipo encontró respuestas en el pasado profundo de nuestro propio planeta. En lo moderno Tierra rica en oxígeno El monóxido de carbono no se puede acumular porque el gas se destruye rápidamente por reacciones químicas en la atmósfera. Pero hace tres mil millones de años, el mundo era un lugar muy diferente. Los océanos ya estaban llenos de vida microbiana, pero la atmósfera estaba casi desprovista de oxígeno y el sol era mucho más tenue.
Los modelos del equipo revelan que esta antigua versión de la Tierra habitada podría mantener niveles de monóxido de carbono de aproximadamente 100 partes por millón (ppm), varios órdenes de magnitud mayores que las partes por mil millones de trazas del gas en la atmósfera actual.
El monóxido de carbono es una característica destacada en los espectros de transmisión simulados para atmósferas modernas similares a la Tierra en la zona habitable de una estrella enana roja como Proxima Centauri. Crédito:Schwieterman et al . 2019
"Eso significa que podríamos esperar una gran abundancia de monóxido de carbono en las atmósferas de exoplanetas habitados pero pobres en oxígeno que orbitan estrellas como nuestro propio sol". "dijo Timothy Lyons, uno de los coautores del estudio, profesor de biogeoquímica en el Departamento de Ciencias de la Tierra de la UCR, y director del Centro de Astrobiología de Tierras Alternativas de la UCR. "Este es un ejemplo perfecto de la misión de nuestro equipo de utilizar el pasado de la Tierra como guía en la búsqueda de vida en otras partes del universo".
Un segundo escenario es aún más favorable para la acumulación de monóxido de carbono:la fotoquímica alrededor de estrellas enanas rojas como Proxima Centauri, la estrella más cercana a nuestro sol a 4,2 años luz de distancia. Los modelos del equipo predicen que si un planeta alrededor de una estrella así estuviera habitado y fuera rico en oxígeno, entonces deberíamos esperar que la abundancia de monóxido de carbono sea extremadamente alta, desde cientos de ppm hasta varios por ciento.
"Dado el contexto astrofísico diferente de estos planetas, no debería sorprendernos encontrar biosferas microbianas que promueven altos niveles de monóxido de carbono, ", Dijo Schwieterman." Sin embargo, estos ciertamente no serían buenos lugares para la vida humana o animal como la conocemos en la Tierra ".
Del tamaño de la Tierra, Se han descubierto planetas rocosos orbitando en la zona habitable de Proxima Centauri y otras estrellas similares, lo que significa que podrían albergar agua líquida, un ingrediente esencial para la vida. Tales planetas son probablemente objetivos para una mayor caracterización por parte del Telescopio Espacial James Webb, programado para su lanzamiento en marzo de 2021.
El estudio actual es un componente de un amplio esfuerzo para prepararse para estas misiones futuras mediante la catalogación de diferentes combinaciones de gases atmosféricos que podrían ser evidencia de un mundo habitado, los llamados gases biofirma. Algunos gases, como el monóxido de carbono, Se había propuesto anteriormente como 'antibiosignatures', evidencia de que un planeta no está habitado, si es remotamente detectable en abundancia suficiente. Pero esos supuestos solo se aplican en casos específicos.
"Aunque otros estudios han realizado modelos fotoquímicos de exoplanetas que incluyen monóxido de carbono, nadie se había centrado en el monóxido de carbono en exoplanetas similares a la Tierra de una manera tan sistemática, ", Dijo Schwieterman." Ahora tenemos una guía para determinar qué niveles de monóxido de carbono son compatibles con una biosfera fotosintética ".
