En los bloques 2 y 3 del episodio 62 de El aprendiz de sabio por Radio Antena 1 FM 91.5 Mhz (antena1sj.com.ar), tuvimos la columna mensual sobre disrupción tecnológica y divulgación científica "Tiempos exponenciales", con Nicolás Valentino. El tema abordado: la posibilidad de vida extraterrestre.
¿Cómo fue el proceso de descubrimiento de potencial fosfina en Venus? ¿Hace cuanto se viene trabajando en esto? ¿de qué tipo de vida estamos hablando?
¿Qué es la fosfina? ¿La fosfina que nivel de certeza nos da que existe vida? ¿Cuán seguros estamos de que el espectro sea producto de fosfina y no de otro componente? ¿Por qué en las nubes de Venus? ¿como es estructuralmente venus? ¿Se está trabajando en misiones a venus para corroborar estas mediciones?
¿Se hace por descarte de hipótesis? ¿Qué es una firma biológica? ¿Qué otras firmas biológicas hay? ¿Podemos estimar el nivel de evolución de estos organismos? ¿Qué teorías se confirmarían gracias a este hallazgo? Es decir, el hecho que evidentemente haya vida, podría confirmar otras teorías, como ocurre en la física.
La paradoja de Fermi. Nuestra cosmogonía es demasiado terrícola y antropocéntrica. Tenemos sobre el resto del universo un razonamiento netamente inductivo.
Hallazgo resonante: anuncian que hay posibles indicios de vida en Venus
En lo más alto de la atmósfera tóxica del planeta Venus, los astrónomos de la Tierra han descubierto señales de lo que podría ser vida.
Si este descubrimiento se confirma con más observaciones telescópicas y futuras misiones espaciales, los científicos podrían desviar la mirada hacia uno de los objetos más brillantes del cielo nocturno. Venus, llamado así por la diosa romana de la belleza, arde a temperaturas de cientos de grados y está cubierto de nubes que contienen gotas de ácido sulfúrico corrosivo. Pocos se han fijado en ese planeta rocoso como un hábitat donde pudiera existir vida. Más bien, durante décadas, los científicos han buscado vida en otras partes, usualmente enfocándose en Marte y, recientemente, en Europa, Encélado y otras lunas glaciales de planetas gigantescos.
Los astrónomos, quienes informaron sobre el hallazgo en un par de artículos publicados el lunes, no han recolectado especímenes de microbios venusinos, ni tampoco han tomado ninguna foto de ellos. Sin embargo, con telescopios poderosos, han detectado un químico —fosfina— en la espesa atmósfera de Venus. Después de muchos análisis, los científicos afirman que solo una forma de vida actual puede explicar la fuente del químico.
Algunos investigadores cuestionan esta hipótesis y en cambio sugieren que el gas podría ser producto de un proceso geológico o atmosférico inexplicable en un planeta que sigue siendo misterioso. Pero el hallazgo también alentará a algunos científicos planetarios a preguntar si la humanidad ha ignorado un planeta que en algún momento pudo parecerse más a la Tierra que cualquier otro astro en nuestro sistema solar.
“Este es un hallazgo increíble y ‘salió de la nada’”, comentó Sara Seager, científica planetaria del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), quien comparte la autoría de uno los artículos (uno se publicó en Nature Astronomy y el otro en la revista Astrobiology). “En definitiva suscitará más investigaciones sobre las posibilidades de que exista vida en la atmósfera de Venus”. “Sabemos que es un descubrimiento extraordinario”, comentó Clara Sousa-Silva, astrofísica molecular de la Universidad de Harvard, quien ha concentrado sus investigaciones en la fosfina y también forma parte del grupo de autores de los ensayos. “No sabremos cuán extraordinario es si no regresamos a Venus”.
Sarah Stewart Johnson, científica planetaria y directora del Laboratorio Johnson Biosignatures en la Universidad de Georgetown, quien no participó en el estudio, dijo que “recientemente se ha hablado mucho sobre la fosfina como un gas que es una firma biológica en los exoplanetas”, refiriéndose a la búsqueda de vida en mundos que orbitan otras estrellas. “Es genial que se haya encontrado en Venus”. “Venus ha sido ignorada por la NASA durante mucho tiempo. Es una verdadera lástima”.
David Grinspoon del Instituto de Ciencias Planetarias en Tucson, Arizona, no formó parte de la investigación pero durante mucho tiempo ha promovido la posibilidad de vida en las nubes de Venus, y dijo: “¡Esto es muy emocionante!”.
Según Grinspoon, hay que hacerle seguimiento a esta investigación porque “podría ser la primera observación que revele una biosfera extraterrestre y, además, estaría en el planeta más cercano a casa en todo el cosmos”. Jim Bridenstine, el administrador de la NASA, dijo en Twitter: “Es momento de priorizar a Venus”.
Venus es uno de los objetos más hermosos en el cielo de la Tierra. Sin embargo, si se observa más de cerca, se vuelve menos encantador.
Venus, a menudo llamado el gemelo de la Tierra, tiene casi la misma masa de nuestro planeta. Muchos científicos creen que Venus alguna vez estuvo cubierto de agua y poseía una atmósfera donde pudo haber florecido la vida como la conocemos.
En los primeros días del sistema solar, la Tierra no era tan acogedora para los seres como nosotros. En ese entonces, había vida aquí, incluso toda una biósfera que no sobrevivió en el entorno rico en oxígeno que se desarrolló después. Además, casi de la misma manera en que la Tierra se volvió el hogar de las medusas, los helechos, los dinosaurios y el Homo sapiens con el tiempo, Venus se transformó en algo parecido a un infierno.
En la actualidad, el segundo planeta más cercano al Sol tiene una atmósfera asfixiada por dióxido de carbono en su forma gaseosa y temperaturas en la superficie que promedian más de 460 grados Celsius. La densa atmósfera de Venus ejerce una presión de más de 91 kilos por centímetro cuadrado en cualquier parte de la superficie. Esa cantidad es 90 veces el kilogramo por centímetro cuadrado al nivel del mar en la Tierra, o el equivalente a estar 914 metros bajo el agua en el océano.
Por lo tanto, no es un lugar que sea fácil de visitar o investigar, aunque eso no quiere decir que no se haya intentado. Los programas espaciales han puesto a prueba decenas de misiones robóticas en Venus, muchas de las cuales fueron parte de la serie Venera de la Unión Soviética. Sin embargo, el planeta se come el metal, pues en minutos derrite y aplasta cualquier nave espacial que haya tocado su superficie. De todos esos intentos, tan solo dos lograron captar directamente imágenes de la superficie del planeta.
Mientras que la parte congelada de Marte está rodeada de orbitadores y vigilada por vehículos exploradores de la NASA, solo hay una sonda que estudia a Venus, la nave espacial japonesa Akatsuki. Las misiones futuras al planeta siguen siendo meros conceptos.
Aunque la superficie de Venus es como un alto horno, una capa de nubes ubicada a tan solo 50 kilómetros por debajo de la parte más alta de su atmósfera puede alcanzar temperaturas mínimas de hasta 30 grados Celsius y tiene una presión similar a la del nivel del suelo en la Tierra. Carl Sagan y Harold Morowitz, quienes propusieron la idea hace 53 años, han planteado la hipótesis de que podría haber vida allá.
En junio de 2017, Jane Greaves, astrónoma de la Universidad de Cardiff en Gales, se dispuso a probar esa hipótesis por medio del Telescopio James Clerk Maxwell en Hawái, en busca de señales de varias moléculas de Venus. Diferentes especies de moléculas absorberán las ondas radiales que provienen de las nubes en distintas longitudes de onda particulares. Uno de los químicos fue la fosfina. Greaves no esperaba encontrarla.
“Me intrigó la idea de buscar fosfina, porque el fósforo podría ser una especie de prueba para determinar si hay vida”, comentó Greaves. Los químicos compararon la fosfina con una pirámide: un átomo de fósforo encima de una base de tres átomos de hidrógeno. La nave espacial Cassini de la NASA la detectó en la atmósfera de Júpiter y Saturno. En ese escenario, según Sousa-Silva, la vida no es necesaria para formar la fosfina. La inmensidad del calor y las presiones pueden juntar a la fuerza los átomos de fósforo e hidrógeno para formar la molécula. La fosfina parece una pirámide: un átomo de fósforo encima de una base de tres átomos de hidrógeno.
Sin embargo, según los investigadores, en planetas más pequeños y rocosos como la Tierra y Venus no hay suficiente energía para producir cantidades copiosas de fosfina de la misma manera. No obstante, hay algo que parece ser muy bueno para producirla: la vida anaeróbica, es decir, los organismos microbianos que no necesitan ni usan oxígeno.
En esos mundos, “hasta donde sabemos, solo la vida puede producir fosfina”, señaló Sousa-Silva, quien ha estudiado el gas desde hace tiempo, siguiendo la teoría que apunta a que una posible prueba de la existencia de vida en otras partes de la Vía Láctea es la emisión de fosfina en planetas rocosos que orbitan estrellas distantes.
Aquí en la Tierra, la fosfina se encuentra en nuestros intestinos, en las heces de los tejones y los pingüinos, y en algunos gusanos marinos de aguas profundas, así como otros entornos biológicos asociados con organismos anaeróbicos. El gas también es extremadamente venenoso. Los militares lo han empleado para crear armas químicas, y se utiliza como pesticida en las granjas. En la serie de televisión Breaking Bad, el personaje principal, Walter White, lo usa para matar a dos rivales.
Sin embargo, los científicos todavía no explican cómo lo producen los microbios de la Tierra.
“No se sabe mucho de dónde proviene, cómo se forma, y ese tipo de cosas”, mencionó Matthew Pasek, geocientífico de la Universidad del Sur de Florida en Tampa. “Lo hemos visto asociado con el lugar donde están los microbios, pero no hemos visto que un microbio lo haga, lo cual es una diferencia sutil, pero importante”. Sousa-Silva quedó sorprendida cuando Greaves dijo que había detectado fosfina. “Pienso mucho en ese momento, porque me tomó unos minutos considerar qué estaba pasando”, mencionó.
Si de verdad hubiera fosfina en Venus, no podría haber otra explicación obvia más que la vida anaeróbica, según Sousa-Silva. “Lo que encontremos de manera circunstancial también tiene una relación lógica con lo que sabemos de termodinámica”, señaló. El equipo necesitaba un telescopio más poderoso por eso, en marzo de 2019, los científicos usaron el Gran Conjunto Milimétrico/Submilimétrico de Atacama, en Chile.
Esta vez, vieron que todas las señales apuntaban a la fosfina, y en grandes cantidades, de 5 a 20 partes por mil millones. Aunque esas cifras pueden parecer pequeñas, es una cantidad miles de veces mayor a la encontrada en la atmósfera de la Tierra.
Sousa-Silva, Greaves y sus colegas habían planeado completar las observaciones telescópicas adicionales a principios de este año. Pero la pandemia de coronavirus y el tiempo limitado de Venus sobre el horizonte interfirieron con sus planes para reunir más evidencias, dejando muchas preguntas sin respuesta.
“El hallazgo en sí mismo es asombroso”, dijo Paul Byrne, científico planetario de la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Raleigh, quien no participó en la investigación. Y sostuvo que aunque era “escéptico ante la posibilidad de que sea la vida, no tengo una mejor explicación para lo que es”. El equipo ha dedicado un año de simulaciones computarizadas a la recreación del ambiente venusino para poner a prueba diferentes explicaciones sobre la fuente y abundancia de la fosfina.
“La luz descompone la fosfina de manera constante, así que se debe reponer continuamente”, mencionó William Bains, bioquímico del MIT y coautor de los artículos.
La actividad volcánica y los relámpagos de Venus no bastarían para que haya más de esta fosfina que desaparece constantemente, de acuerdo con los modelos de los investigadores. No obstante, los seres vivos podrían emitir suficiente gas. “Lo que hemos hecho es descartar todas las otras fuentes de fosfina que no sean seres vivos”, señaló Bains.
Otros científicos planetarios argumentan que no se puede descartar un origen no biológico. “A pesar de especulaciones previas (en su mayor parte de los mismos autores), esto difícilmente se puede considerar como una firma biológica”, mencionó en un correo electrónico Gerald Joyce, biólogo del Instituto Salk de California, quien ha experimentado con la creación de vida en un laboratorio. En su propio artículo, Joyce hizo notar que los investigadores escribieron que “la detección de fosfina no es una prueba contundente de vida, sino tan solo de una química anómala y sin explicación”.
James Kasting, un geocientífico y experto en habitabilidad planetaria de la Universidad Estatal de Pensilvania en State College, expresó una precaución similar y dijo que: “El modelo de composición atmosférica que muestran es, en el mejor de los casos, incompleto”.
Lo suficientemente caliente como para derretir metal y con nubes llenas de ácido, cualquier forma de vida que pudiera sobrevivir en la atmósfera de Venus tendría que ser capaz de soportar condiciones extremas.Credit...Rick Guidice/ARC/NASA
El hallazgo forma parte de una historia de detecciones de gases en otros mundos que pueden ser subproductos de la vida. Pero estos gases, como las emanaciones de metano y oxígeno en Marte, también pueden ser producidos por reacciones químicas que no involucran vida en absoluto. Hasta ahora, estas señales han sido intrigantes, pero no son una prueba convincente de vida extraterrestre. Aunque hay pocas personas que dudan de la presencia de esta fosfina en Venus, ¿qué tipo de vida tendría que haber en las nubes de Venus para producir el gas? Estos seres vivos tuvieron que haber evolucionado para sobrevivir en un ambiente tan ácido, tal vez con capas protectoras exteriores similares a las de los organismos microscópicos de los entornos más extremos de la Tierra.
En un artículo publicado en agosto, Seager y sus colegas sugirieron que los microbios que vuelan en lo más alto de las corrientes de aire, llamadas ondas de gravedad, podían vivir, metabolizar y reproducirse dentro de gotas de ácido sulfúrico y agua. Y, debido a la cantidad de gas que se produce, la población de estos microbios sería abundante.
En cuanto a cómo llegaron los microbios ahí, según Seager, la suposición más probable es que se hayan originado en la superficie hace unos 700 millones de años, cuando Venus tenía océanos, pero se vieron obligados a migrar a los cielos cuando se secó el planeta.
Nadie sabe si los microbios, en caso de ser reales, están basados en un ADN parecido al nuestro o algo completamente distinto. “Cuando se busca vida en otras partes, es difícil no ser geocéntrico”, comentó Sousa-Silva. “Porque solo tenemos ese punto de observación”.
Antes de echar a volar la imaginación, los investigadores quieren recabar más datos telescópicos, y poner a prueba y desafiar sus modelos. Las misiones espaciales robóticas a Venus también podrían ayudar al progreso de la investigación.
La agencia espacial de la India ha propuesto una misión, en los próximos años, al igual que Rocket Lab, una empresa cohetes. Y la NASA, que se ha negado a financiar varias misiones a Venus en las últimas décadas, anunció en febrero que consideraría un par de naves espaciales propuestas entre los finalistas que compiten por financiación.
“Durante las últimas dos décadas, hemos hecho nuevos descubrimientos que colectivamente implican un aumento significativo de la probabilidad de encontrar vida en otro lugar”, dijo Thomas Zurbuchen, quien encabeza el directorio científico de la NASA y ayuda a seleccionar las misiones para explorar el sistema solar.
“Muchos científicos no se imaginaron que Venus sería una parte importante de esta discusión. Pero, al igual que sucede con un número cada vez mayor de cuerpos planetarios, Venus está demostrando que es un lugar emocionante de descubrimientos”.
Un impactante anuncio de la Royal Astronomical Society vuelve a poner sobre el tapete una hipótesis planteada hace exactamente 53 años en la revista Nature por Carl Sagan y Harold Morowitz: las nubes de nuestro vecino cercano, Venus, podrían albergar vida.
Investigadores de las universidades de Cardiff, Manchester, y Cambridge, en el Reino Unido, y del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en los Estados Unidos, utilizando los telescopios James Clerk Maxwell, de Hawai, y ALMA, de Atacama, en Chile, detectaron un gas llamado "fosfina" o "fosfano" (PH3) a entre 48 y 60 km de altura sobre la superficie hirviente del segundo planeta de la familia solar, un hermano rocoso y similar a la Tierra en cuanto a tamaño, masa y composición. La "fosfina" es incoloro, inflamable, explota a temperatura ambiente y huele a ajo. Pero, y he aquí lo más importante, se cree que se forma naturalmente por la degradación de materia orgánica.
Según explica Ximena Abrevaya, astrobióloga, investigadora del Conicet en el Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE) y directora del Núcleo Argentino de Investigación en Astrobiología, "se encuentra en muy bajas cantidades en la atmósfera terrestre. Desde hace un tiempo se ha propuesto que aquí se produce por descomposición de materia orgánica, y los microorganismos tendrían un posible rol en su producción, aunque no se han identificado aún rutas metabólicas".
Para Rodrigo Díaz, del Centro Internacional de Estudios Avanzados de la Universidad Nacional de San Martín (ICAS), el anuncio es "emocionante": "Aunque es difícil encontrar evidencia concluyente (de que el gas fue generado por microbios), en este caso hay varias cosas interesantes. A esa altura, la temperatura es propicia para la vida y los autores descartaron otras fuentes, como relámpagos en la atmósfera o vulcanismo. Ese gas en una atmósfera como la de Venus debería oxidarse rápidamente y desaparecer. Tendría que haber algo que lo esté produciendo. La pregunta es si es algo abiótico o con vida".
Venus: qué es la fosfina, el gas detectado en sus nubes que podría tener un origen biológico
La posibilidad de que hubiera vida en Venus siempre pareció remota. Desde que las primeras sondas lanzadas por la Unión Soviética descendieron sobre la superficie de Venus se sabe que allí las temperaturas son capaces de derretir el plomo, la presión atmosférica es 90 veces superior a la de nuestro planeta y sus nubes son de ácido sulfúrico.
Aunque durante dos mil millones de años el planeta gozó de una temperatura agradable y hasta tuvo océanos, en la actualidad su atmósfera densa en dióxido de carbono creó un efecto invernadero extremo que eleva las temperaturas hasta los 450 grados centígrados. Pero a varias decenas de kilómetros de altura, en su cubierta nubosa permanente, esta se mantiene en alrededor de 30º C y es ese ambiente no tan hostil el que los científicos piensan que podría albergar formas de vida similares a los microbios llamados "extremófilos" en la Tierra.
"Es absolutamente sorprendente que la vida pueda sobrevivir rodeada por tanto ácido sulfúrico -dijo Jane Greaves, la astrónomos de la Universidad de Cardiff que lideró el equipo que realizó el descubrimiento, durante una conferencia de prensa emitida en vivo por YouTube-. Pero todos los caminos geológicos y fotoquímicos que se nos ocurren son demasiado poco productivos como para generar la cantidad de fosfina que vemos".
Aunque hace varios años se venían publicando trabajos que sugerían que el hallazgo de este gas en un planeta rocoso implicaría la presencia de vida, antes de enviar a publicar su estudio los autores imaginaron caminos alternativos que podrían fabricar las cantidades de fosfina detectadas. Tras meses de investigación y arduos esfuerzos, no pudieron encontrar ninguna otra explicación. Pensaron en algún tipo de interacción de la luz solar, minerales lanzados desde la superficie por algún volcán o relámpagos, pero la cantidad que estos llegarían a generar sería de alrededor de una diezmilésima parte de la detectada.
"Esto significa que se trata de vida, o de algún proceso físico o químico que no esperamos que ocurra en planetas rocosos -dice el astrobiólogo Janusz Petkowski, coautor del trabajo-. Revisamos todos los procesos que podrían darse en un planeta de este tipo. Si no se trata de vida, entonces nuestra comprensión es muy deficiente".
¿Origen biológico?
Hasta tanto esta conclusión se confirme, Abrevaya pone paños fríos. "El trabajo es muy interesante, aunque no me apresuraría a afirmar que la fosfina es de origen biológico; es decir, producida por seres vivos -subraya-. Sería esencial descartar posibles fuentes de producción donde los seres vivos no intervienen. Hace unos diez años también se detectó fosfina en Saturno y Júpiter. Dado que no son planetas que consideraríamos aptos para la vida por ser gaseosos, no pensamos en un origen biológico. Pero esto nos sirve de ejemplo para considerar la posibilidad de una producción de fosfina no biológica".
La fosfina es un gas que se encuentra en la atmósfera terrestre en muy pequeñas cantidades. Se cree que podría formarse como producto de la actividad biológica de microorganismos en condiciones anaerobias (sin oxígeno), en sitios donde hay descomposición de materia orgánica. La producción de este gas en grandes cantidades se da en la industria a través de procesos químicos no biológicos.
"En Saturno y Júpiter -agrega Abrevaya-, la fosfina es producto de reacciones químicas no biológicas que ocurren a muy altas presiones. En principio, este mismo mecanismo no sería posible en Venus, pero eso no es suficiente para asegurar que en Venus el único mecanismo posible sería de tipo biológico".
¿Si efectivamente hubiera vida en las nubes venusinas, podría haber llegado desde la Tierra o habría evolucionado allá? "En principio, podríamos considerar ambas posibilidades -sugiere la especialista-. En el pasado (hace unos 3800 millones de años), Venus tuvo condiciones más favorables para la vida tal como la conocemos. Podríamos hipotetizar que en algún momento vida terrestre se haya transportado a Venus; por ejemplo, a través de un meteorito (proceso de litopanspermia). En Venus, esas formas de vida terrestres podrían haber evolucionado independientemente. También podríamos imaginar que haya surgido vida allí. Son todas hipótesis basadas en lo poco que aún conocemos".
Para Abrevaya, estos descubrimientos no son el paso definitivo para afirmar que existe vida extraterrestre, pero sí son un gran avance que deja esta posibilidad muy cerca de su confirmación. Los científicos planean observar constantemente la atmósfera de Venus para tratar de dilucidar si se producen cambios en la cantidad de fosfina acumulada y al mismo tiempo descubrir si hay presencia de otros gases compatibles con la vida.
Guillermo Lemarchand, físico argentino que trabajó durante muchos años en el programa SETI de búsqueda de vida extraterrestre, coincide y destaca que incluso los autores del trabajo, que ya está online en Nature Astronomy, enfatizan que "si se confirma, la detección de fosfina no es una evidencia robusta para la existencia de vida, solo una señal química anómala y que no nos explicamos".
"Seamos cautos -destaca Lemarchand-. El impacto mayor será que seguramente los químicos comenzarán a buscar mecanismos alternativos para la formación de la molécula de PH3 en las condiciones ambientales de Venus y, por otro lado, los astrobiólogos empezarán a estudiar si es un biomarcador válido. Se tratará de dilucidar qué mecanismos biológicos podrían generar esa molécula como alguna especie de desecho vinculado con la actividad biológica. Sin duda, movilizarán fondos para diseñar vehículos automáticos para explorar la atmósfera y la superficie venusina con una batería de experimentos muy novedosos. Esto demandará algunos años".
Y afirma Sara Seager, coautora del artículo: "No estamos anunciando que encontramos vida en Venus, sino que encontramos fosfina (.) Como humanos nos preguntamos acerca de la vida fuera de la Tierra por miles de años. Sabemos que los planetas rocosos son comunes. Toda una generación de astrónomos está buscando signos de vida más allá de nuestro planeta. En nuestro Sistema Solar hay varios cuerpos con posibilidades. Ahora ponemos a Venus en ese grupo y esperamos que nuestra investigación motive más estudios".
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