Los científicos han desarrollado un nuevo método para detectar oxígeno en atmósferas de exoplanetas que puede acelerar la búsqueda de vida.

Un posible indicio de vida, o biofirma, es la presencia de oxígeno en la atmósfera de un exoplaneta. El oxígeno es generado por la vida en la Tierra cuando organismos como plantas, algas, y las cianobacterias utilizan la fotosíntesis para convertir la luz solar en energía química.

UC Riverside ayudó a desarrollar la nueva técnica, que utilizará el telescopio espacial James Webb de la NASA para detectar una fuerte señal que producen las moléculas de oxígeno cuando chocan. Esta señal podría ayudar a los científicos a distinguir entre planetas vivos y no vivos.

Dado que los exoplanetas, que orbitan estrellas distintas a nuestro sol, están tan lejos los científicos no pueden buscar señales de vida visitando estos mundos distantes. En lugar de, deben usar un telescopio de vanguardia como Webb para ver qué hay dentro de las atmósferas de los exoplanetas.

"Antes de nuestro trabajo, Se pensaba que el oxígeno a niveles similares a los de la Tierra era indetectable con Webb, ", dijo Thomas Fauchez del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y autor principal del estudio." Esta señal de oxígeno se conoce desde principios de la década de 1980 por los estudios atmosféricos de la Tierra, pero nunca se ha estudiado para la investigación de exoplanetas ".

El astrobiólogo de UC Riverside Edward Schwieterman propuso originalmente una forma similar de detectar altas concentraciones de oxígeno a partir de procesos no vivos y fue miembro del equipo que desarrolló esta técnica. Su trabajo fue publicado hoy en la revista Astronomía de la naturaleza .

"El oxígeno es una de las moléculas más interesantes de detectar debido a su vínculo con la vida, pero no sabemos si la vida es la única causa de oxígeno en una atmósfera, ", Dijo Schwieterman." Esta técnica nos permitirá encontrar oxígeno en planetas vivos y muertos ".

Cuando las moléculas de oxígeno chocan entre sí, bloquean partes del espectro de luz infrarroja para que no sean vistas por un telescopio. Examinando patrones bajo esa luz, pueden determinar la composición de la atmósfera del planeta.

Schwieterman ayudó al equipo de la NASA a calcular cuánta luz sería bloqueada por estas colisiones de oxígeno.

Curiosamente, algunos investigadores proponen que el oxígeno también puede hacer que un exoplaneta parezca albergar vida cuando no lo hace, porque puede acumularse en la atmósfera de un planeta sin ninguna actividad vital.

Si un exoplaneta está demasiado cerca de su estrella anfitriona o recibe demasiada luz estelar, la atmósfera se vuelve muy cálida y saturada con el vapor de agua de los océanos que se evaporan. Esta agua podría luego descomponerse mediante una fuerte radiación ultravioleta en hidrógeno atómico y oxígeno. Hidrógeno, que es un átomo de luz, se escapa al espacio con mucha facilidad, dejando el oxígeno atrás.

Tiempo extraordinario, este proceso puede hacer que se pierdan océanos enteros mientras se crea una atmósfera densa de oxígeno; más uniforme, de lo que podría hacer la vida. Entonces, El oxígeno abundante en la atmósfera de un exoplaneta puede no significar necesariamente una vida abundante, sino que puede indicar un historial de pérdida de agua.

Schwieterman advierte que los astrónomos aún no están seguros de cuán extendido puede estar este proceso en los exoplanetas.

"Es importante saber si los planetas muertos generan oxígeno atmosférico y cuánto, para que podamos reconocer mejor cuando un planeta está vivo o no, " él dijo.

Schwieterman es un becario postdoctoral visitante en la UCR que pronto comenzará como profesor asistente de astrobiología en el Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias.

La investigación recibió financiación de Sellers Exoplanet Environments Collaboration de Goddard, que está financiado en parte por el Modelo de Financiamiento para Científicos Internos de la División de Ciencias Planetarias de la NASA. Este proyecto también ha recibido financiación del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea en el marco de la Beca Marie Sklodowska-Curie. el equipo de Tierras Alternativas del Instituto de Astrobiología de la NASA, y el Laboratorio Planetario Virtual NExSS.

Webb será el principal observatorio de ciencias espaciales del mundo cuando se lance en 2021. Permitirá a los científicos resolver misterios en nuestro sistema solar. mira a mundos distantes alrededor de otras estrellas, y sondear las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él.