Por décadas, Los científicos han creído que podría haber vida debajo de la superficie helada de Europa, la luna de Júpiter. Desde ese tiempo, Han surgido múltiples líneas de evidencia que sugieren que no está solo. En efecto, dentro del Sistema Solar, hay muchos "mundos oceánicos" que potencialmente podrían albergar vida, incluyendo a Ceres, Ganimedes Encelado, Titán, Dione, Tritón, y tal vez incluso Plutón.

Pero, ¿qué pasa si los elementos de la vida tal como la conocemos no son lo suficientemente abundantes en estos mundos? En un nuevo estudio, dos investigadores del Centro Smithsonian de Astrofísica de Harvard (CfA) intentaron determinar si de hecho podría haber una escasez de elementos bioesenciales en los mundos oceánicos. Sus conclusiones podrían tener implicaciones de amplio alcance para la existencia de vida en el Sistema Solar y más allá, por no hablar de nuestra capacidad para estudiarlo.

El estudio, titulado "¿Se suprime la vida extraterrestre en los mundos oceánicos subsuperficiales debido a la escasez de elementos bioesenciales?" apareció recientemente en línea. El estudio fue dirigido por Manasavi Lingam, estudiante de posdoctorado en el Instituto de Teoría y Computación (ITC) de la Universidad de Harvard y el CfA, con el apoyo de Abraham Loeb, director del ITC y de Frank B. Baird, Profesor Jr. de Ciencias en Harvard.

En estudios anteriores, las preguntas sobre la habitabilidad de las lunas y otros planetas han tendido a centrarse en la existencia del agua. Esto ha sido cierto cuando se trata del estudio de planetas y lunas dentro del Sistema Solar, y especialmente cierto cuando se trata del estudio de planetas extrasolares. Cuando hayan encontrado nuevos exoplanetas, Los astrónomos han prestado mucha atención a si el planeta en cuestión orbita dentro de la zona habitable de su estrella.

Esto es clave para determinar si el planeta puede soportar agua líquida en su superficie. Además, Los astrónomos han intentado obtener espectros alrededor de exoplanetas rocosos para determinar si se está produciendo pérdida de agua de su atmósfera. como lo demuestra la presencia de gas hidrógeno. Mientras tanto, otros estudios han intentado determinar la presencia de fuentes de energía, ya que esto también es esencial para la vida tal como la conocemos.

A diferencia de, El Dr. Lingam y el Prof. Loeb consideraron cómo la existencia de vida en los planetas oceánicos podría depender de la disponibilidad de nutrientes limitantes (LN). Durante algún tiempo, Ha habido un debate considerable sobre qué nutrientes serían esenciales para la vida extraterrestre, ya que estos elementos pueden variar de un lugar a otro y en escalas de tiempo. Como Lingam le dijo a Universe Today por correo electrónico:

"La lista más comúnmente aceptada de elementos necesarios para la vida tal como la conocemos se compone de hidrógeno, oxígeno, carbón, nitrógeno y azufre. Además, ciertos metales traza (por ejemplo, hierro y molibdeno) también pueden ser valiosos para la vida tal como la conocemos, pero la lista de metales traza bioesenciales está sujeta a un mayor grado de incertidumbre y variabilidad ".

Para sus propósitos, El Dr. Lingam y el Prof. Loeb crearon un modelo utilizando los océanos de la Tierra para determinar cómo las fuentes y los sumideros, es decir, los factores que agregan o agotan los elementos LN en los océanos, respectivamente, podrían ser similares a los de los mundos oceánicos. En la tierra, las fuentes de estos nutrientes incluyen fluviales (de ríos), fuentes atmosféricas y glaciales, con la energía proporcionada por la luz solar.

De estos nutrientes, determinaron que el más importante sería el fósforo, y examinó cuán abundantes podrían ser este y otros elementos en los mundos oceánicos, donde las condiciones son muy diferentes. Como explicó el Dr. Lingam, es razonable suponer que en estos mundos, la existencia potencial de vida también se reduciría a un equilibrio entre la entrada neta (fuentes) y la salida neta (sumideros).

"Si los sumideros son mucho más dominantes que las fuentes, podría indicar que los elementos se agotarían con relativa rapidez. En otro para estimar las magnitudes de las fuentes y sumideros, nos basamos en nuestro conocimiento de la Tierra y lo acoplamos con otros parámetros básicos de estos mundos oceánicos, como el pH del océano, el tamaño del mundo, etc. conocidos a partir de observaciones / modelos teóricos ".

Si bien las fuentes atmosféricas no estarían disponibles para los océanos interiores, El Dr. Lingham y el Prof. Loeb consideraron la contribución de los respiraderos hidrotermales. Ya, hay abundante evidencia de que estos existen en Europa, Encelado, y otros mundos oceánicos. También consideraron fuentes abióticas, que consisten en minerales lixiviados de las rocas por la lluvia en la Tierra, pero consistiría en la erosión de las rocas por los océanos interiores de estas lunas.

Por último, lo que encontraron fue eso, a diferencia del agua y la energía, Los nutrientes limitantes pueden ser limitados cuando se trata de mundos oceánicos en nuestro Sistema Solar:

"Encontramos eso, según los supuestos de nuestro modelo, fósforo, que es uno de los elementos bioesenciales, se agota en escalas de tiempo rápidas (según los estándares geológicos) en los mundos oceánicos cuyos océanos son de naturaleza neutra o alcalina, y que poseen actividad hidrotermal (es decir, sistemas de ventilación hidrotermal en el fondo del océano). Por eso, nuestro trabajo sugiere que la vida puede existir en bajas concentraciones a nivel mundial en estos mundos oceánicos (o estar presente solo en parches locales), y, por lo tanto, puede que no sea fácilmente detectable ".

Esto, naturalmente, tiene implicaciones para las misiones destinadas a Europa y otras lunas en el Sistema Solar exterior. Estos incluyen la misión Europa Clipper de la NASA, que actualmente está programado para lanzarse entre 2022 y 2025. A través de una serie de sobrevuelos de Europa, esta sonda intentará medir biomarcadores en la actividad de la pluma proveniente de la superficie de la luna.

Se han propuesto misiones similares para Encelado, y la NASA también está considerando una misión "Libélula" para explorar la atmósfera de Titán, lagos de superficie y de metano. Sin embargo, si el estudio del Dr. Lingam y el Prof. Loeb es correcto, entonces las posibilidades de que estas misiones encuentren algún signo de vida en un mundo oceánico del Sistema Solar son bastante escasas. Sin embargo, como indicó Lingam, todavía creen que tales misiones deberían organizarse.

"Although our model predicts that future space missions to these worlds might have low chances of success in terms of detecting extraterrestrial life, we believe that such missions are still worthy of being pursued, " he said. "This is because they will offer an excellent opportunity to:(i) test and/or falsify the key predictions of our model, and (ii) collect more data and improve our understanding of ocean worlds and their biogeochemical cycles."

Además, as Prof. Loeb indicated via email, this study was focused on "life as we know it". If a mission to these worlds did find sources of extra-terrestrial life, then it would indicate that life can arise from conditions and elements that we are not familiar with. Como tal, the exploration of Europa and other ocean worlds is not only advisable, but necessary.

"Our paper shows that elements that are essential for the 'chemistry-of-life-as-we-know-it', such as phosphorous, are depleted in subsurface oceans, " he said. "As a result, life would be challenging in the oceans suspected to exist under the surface ice of Europa or Enceladus. If future missions confirm the depleted level of phosphorous but nevertheless find life in these oceans, then we would know of a new chemical path for life other than the one on Earth."

In the end, scientists are forced to take the "low-hanging fruit" approach when it comes to searching for life in the universe . Until such time that we find life beyond Earth, all of our educated guesses will be based on life as it exists here. I can't imagine a better reason to get out there and explore the universe than this!