Como joven científico, Tony del Genio del Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA en la ciudad de Nueva York conoció a Clyde Tombaugh, el descubridor de Plutón.

"Pensé, 'Guau, esta es una oportunidad única, '", dijo del Genio." Nunca conoceré a nadie más que haya encontrado un planeta ".

Esa predicción fue espectacularmente errónea. En 1992, dos científicos descubrieron el primer planeta alrededor de otra estrella, o exoplaneta, y desde entonces más personas han encontrado planetas que a lo largo de toda la historia anterior de la Tierra. A partir de este mes, los científicos han confirmado más de 3, 500 exoplanetas en más de 2, 700 sistemas estelares. Del Genio ha conocido a muchos de estos nuevos buscadores de planetas.

Del Genio ahora es codirector de una iniciativa interdisciplinaria de la NASA para buscar vida en otros mundos. Este nuevo puesto como líder de este proyecto puede parecer extraño para quienes lo conocen profesionalmente. ¿Por qué? Ha dedicado décadas a estudiar la Tierra, no buscando vida en otra parte.

Solo conocemos un planeta vivo:el nuestro. Pero lo sabemos muy bien. A medida que avanzamos hacia la siguiente etapa en la búsqueda de vida extraterrestre, el esfuerzo requerirá la experiencia de científicos planetarios, heliofísicos y astrofísicos. Sin embargo, el conocimiento y las herramientas que la NASA ha desarrollado para estudiar la vida en la Tierra también será uno de los mayores activos para la búsqueda.

Mundos habitables

Hay dos preguntas principales en la búsqueda de la vida:Con tantos lugares para buscar, ¿Cómo podemos concentrarnos en los lugares con mayor probabilidad de albergar vida? ¿Cuáles son los signos inconfundibles de la vida, incluso si se presenta en una forma que no entendemos por completo?

"Antes de ir a buscar la vida, estamos tratando de averiguar qué tipo de planetas podrían tener un clima propicio para la vida, ", dijo del Genio." Estamos usando los mismos modelos climáticos que usamos para proyectar el cambio climático del siglo XXI en la Tierra para hacer simulaciones de exoplanetas específicos que se han descubierto, e hipotéticos ".

Del Genio reconoce que la vida puede existir en formas y lugares tan extraños que podría ser sustancialmente diferente de la Tierra. Pero en esta primera fase de la búsqueda, "Tenemos que ir con el tipo de vida que conocemos, " él dijo.

Más lejos, debemos asegurarnos de utilizar el conocimiento detallado de la Tierra. En particular, debemos asegurarnos de nuestros descubrimientos sobre la vida en varios entornos de la Tierra, nuestro conocimiento de cómo nuestro planeta y su vida se han afectado mutuamente a lo largo de la historia de la Tierra, y nuestras observaciones satelitales del clima de la Tierra.

Sobre todo, eso significa agua líquida. Todas las células que conocemos, incluso las bacterias alrededor de los respiraderos de aguas profundas que existen sin luz solar, requieren agua.

Vida en el océano

El científico investigador Morgan Cable del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, está buscando dentro del sistema solar ubicaciones que tengan el potencial de soportar agua líquida. Algunas de las lunas heladas alrededor de Saturno y Júpiter tienen océanos por debajo de la corteza de hielo. Estos océanos se formaron por calentamiento de las mareas, es decir, calentamiento del hielo causado por la fricción entre el hielo de la superficie y el núcleo como resultado de la interacción gravitacional entre el planeta y la luna.

"Pensamos que Encelado era aburrido y frío hasta que la misión Cassini descubrió un océano subterráneo de agua líquida, ", dijo Cable. El agua está saliendo al espacio, y la misión Cassini encontró indicios en la composición química del aerosol de que la química del océano se ve afectada por las interacciones entre el agua caliente y las rocas del fondo marino. Las misiones Galileo y Voyager proporcionaron evidencia de que Europa también tiene un océano de agua líquida bajo una corteza helada. Las observaciones revelaron un terreno revuelto que podría ser el resultado de la fusión y reforma del hielo.

A medida que se desarrollan misiones a estas lunas, los científicos están utilizando la Tierra como banco de pruebas. Así como los prototipos de los rovers de Marte de la NASA hicieron sus pruebas en los desiertos de la Tierra, los investigadores están probando hipótesis y tecnología en nuestros océanos y entornos extremos.

Cable dio el ejemplo de las observaciones satelitales de los campos de hielo del Ártico y la Antártida, que informan la planificación de una misión Europa. Las observaciones de la Tierra ayudan a los investigadores a encontrar formas de fechar el origen del hielo revuelto. "Cuando visitamos Europa, queremos ir a lugares muy jóvenes, donde el material de ese océano se expresa en la superficie, ", dijo." En cualquier lugar como ese, las posibilidades de encontrar pruebas de vida aumentan, si es que existen ".

Agua en el espacio

Por cualquier estrella, es posible calcular el rango de distancias donde los planetas en órbita podrían tener agua líquida en la superficie. A esto se le llama zona habitable de la estrella.

Los astrónomos ya han localizado algunos planetas de zonas habitables, y el científico investigador Andrew Rushby, del Centro de Investigación Ames de la NASA, en Moffett Field, California, está estudiando formas de refinar la búsqueda. La ubicación por sí sola no es suficiente. "Un extraterrestre detectaría tres planetas en nuestro sistema solar en la zona habitable [Tierra, Marte y Venus], "Rushby dijo, "pero sabemos que el 67 por ciento de esos planetas no son muy habitables". Recientemente desarrolló un modelo simplificado del ciclo del carbono de la Tierra y lo combinó con otras herramientas para estudiar qué planetas en la zona habitable serían los mejores objetivos para observar la vida. considerando la probable actividad tectónica y los ciclos del agua. Encontró que los planetas rocosos más grandes tienen más probabilidades que los más pequeños de tener temperaturas superficiales donde podría existir agua líquida. dada la misma cantidad de luz de la estrella.

Renyu Hu, del JPL, refinó la búsqueda de planetas habitables de una manera diferente, buscando la firma de un planeta rocoso. La física básica nos dice que los planetas más pequeños deben ser rocosos y los más grandes gaseosos, pero para planetas que van desde el tamaño de la Tierra hasta aproximadamente el doble de ese radio, los astrónomos no pueden distinguir un gran planeta rocoso de un pequeño planeta gaseoso. Hu fue pionero en un método para detectar minerales superficiales en exoplanetas de roca desnuda y definió la firma química atmosférica de la actividad volcánica. que no ocurriría en un planeta gaseoso.

Signos vitales

Cuando los científicos están evaluando un posible planeta habitable, "la vida tiene que ser la hipótesis de último recurso, "Cable dijo." Debes eliminar todas las demás explicaciones ". La identificación de posibles falsos positivos para la señal de vida es un área de investigación en curso en la comunidad de exoplanetas. Por ejemplo, el oxígeno en la atmósfera de la Tierra proviene de los seres vivos, pero el oxígeno también se puede producir mediante reacciones químicas inorgánicas.

Shawn Domagal-Goldman, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, busca inconfundible, signos químicos de vida, o biofirmas. Una firma biológica puede encontrar dos o más moléculas en una atmósfera que no deberían estar allí al mismo tiempo. Utiliza esta analogía:si entras en un dormitorio de la universidad y encuentras a tres estudiantes y una pizza, se podría concluir que la pizza había llegado recientemente, porque los estudiantes universitarios consumen pizza rápidamente. El oxígeno "consume" metano descomponiéndolo en diversas reacciones químicas. Sin aportes de metano de la vida en la superficie de la Tierra, nuestra atmósfera se agotaría totalmente de metano en unas pocas décadas.

Tierra como exoplaneta

Cuando los humanos comienzan a recolectar imágenes directas de exoplanetas, incluso el más cercano aparecerá como un puñado de píxeles en el detector, algo así como la famosa imagen del "punto azul" de la Tierra desde Saturno. ¿Qué podemos aprender sobre la vida planetaria con un solo punto?

Stephen Kane de la Universidad de California, Orilla, ha ideado una forma de responder a esa pregunta utilizando la cámara de imágenes policromáticas terrestres de la NASA en el Observatorio del clima del espacio profundo (DSCOVR) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica. Estas imágenes de alta resolución:2, 000 x 2, 000 píxeles:documentan los patrones climáticos globales de la Tierra y otros fenómenos relacionados con el clima. "Estoy tomando estas magníficas imágenes y las reduzco a un solo píxel o a un puñado de píxeles, Kane explicó. Pasa la luz a través de un filtro de ruido que intenta simular la interferencia esperada de una misión de exoplanetas.

DSCOVR toma una foto cada media hora, y ha estado en órbita durante dos años. Son más de 30, 000 imágenes son, con mucho, el registro continuo más largo de la Tierra desde el espacio que existe. Al observar cómo cambia el brillo de la Tierra cuando la mayor parte de la tierra está a la vista en comparación con la mayor parte del agua, Kane ha podido aplicar ingeniería inversa a la velocidad de rotación de la Tierra, algo que aún no se ha medido directamente para los exoplanetas.

¿Cuándo encontraremos la vida?

Todo científico involucrado en la búsqueda de vida está convencido de que está ahí fuera. Sus opiniones difieren sobre cuándo lo encontraremos.

"Creo que en 20 años habremos encontrado un candidato que podría serlo, "dice del Genio. Considerando su experiencia con Tombaugh, él agregó, "Pero mi historial de predicción del futuro no es tan bueno".

Rushby, por otra parte, dice, "Han pasado 20 años durante los últimos 50 años. Creo que está en la escala de décadas. Si yo fuera un hombre de apuestas, que no soy, Yo iría por Europa o Encelado ".

La rapidez con la que encontremos un exoplaneta vivo realmente depende de si hay uno relativamente cerca, con la órbita y el tamaño adecuados, y con biofirmas que podamos reconocer, Dijo Hu. En otras palabras, "Siempre hay un factor de suerte".