(Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted)
En 2023 estalló el debate en la comunidad astronómica sobre si podría existir vida en un exoplaneta llamado K2-18b. Comenzó cuando un grupo de científicos publicó un artículo en el que sugería que en la atmósfera del planeta podría existir una sustancia química específica, el sulfuro de dimetilo, o DMS. En aquel momento no se llegó a un consenso, y la conversación ha continuado hasta el presente. Muchos astrónomos se preguntan si se puede confiar realmente en la firma del DMS de K2-18b, e incluso cuestionan si el DMS es un indicador fiable de la presencia de vida.
Si no es así, quizá la discusión sobre la habitabilidad de K2-18b sea, más o menos, inútil.
Ahora, una nueva investigación plantea importantes cuestiones sobre el estudio original de K2-18b y, de hecho, las respuestas podrían tener implicaciones considerables para la búsqueda de vida más allá de la Tierra en su conjunto. Los científicos creen haber encontrado pruebas de DMS en un cometa, lo que significa que la vida podría no ser necesaria para su creación, lo que pone en duda el uso de la sustancia química como marcador de vida.
En un mundo ideal, los investigadores podrían buscar vida en los exoplanetas enviando naves espaciales o astronautas a las superficies de estos mundos para buscar moléculas que sólo son producidas por la vida, explicó Edward Schwieterman, astrobiólogo de la Universidad de California en Riverside, que no está asociado con los hallazgos originales del DMS. Los investigadores podrían desplegar una sonda para buscar elementos como ARN, ADN y otras biomoléculas que sabemos que están relacionadas con la vida (tal y como la conocemos, claro) y podrían utilizar sus hallazgos como prueba de actividad extraterrestre.
Sin embargo, esta estrategia se enfrenta a varios retos importantes. En primer lugar, el envío de naves espaciales a otros planetas del sistema solar, por no hablar de más allá, es enormemente largo y costoso.
Sin recoger muestras de la superficie de un planeta, aún no disponemos de la tecnología necesaria para identificar fácilmente moléculas biológicas específicas. «Moléculas como el ADN no pueden acumularse en la atmósfera de un exoplaneta de forma que puedan identificarse con telescopios espaciales o terrestres», explica Schwieterman a universeexpedition.com.
Por tanto, a los científicos no les queda más remedio que buscar señales de vida más allá de la Tierra utilizando lo que los telescopios sí pueden ver: los espectros de luz. Los astrónomos pueden recopilar información sobre las longitudes de onda de la luz que atraviesan la atmósfera de un planeta o son bloqueadas por ella y, basándose en las distintas propiedades de estas longitudes de onda, hacer conjeturas sobre la composición de la propia atmósfera. Estos datos «a menudo pueden tener múltiples interpretaciones diferentes, por lo que es muy, muy complicado», dijo a universeexpedition.com Joanna Barstow, científica planetaria de la Open University.
El espectro de K2-18 b, obtenido con los espectrógrafos NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) y NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) de Webb, muestra una abundancia de metano y dióxido de carbono en la atmósfera del exoplaneta, así como la posible detección de una molécula llamada dimetil sulfuro (DMS). La detección de metano y dióxido de carbono, y la escasez de amoníaco, concuerdan con la presencia de un océano bajo una atmósfera rica en hidrógeno en K2-18 b. K2-18 b, 8,6 veces más masivo que la Tierra, orbita alrededor de la estrella enana fría K2-18 en la zona habitable y se encuentra a 120 años luz de la Tierra. (Crédito de la imagen: NASA/CSA/ESA/J. Olmstead (STScI)/N. Madhusudhan (Universidad de Cambridge))
¿Los investigadores detectaron realmente el DMS?
Una sustancia química encontrada en la atmósfera de un exoplaneta que hace pensar a los investigadores que el planeta puede albergar vida se denomina biofirma. En la Tierra, el DMS lo producen sobre todo las bacterias y el fitoplancton de los océanos, por lo que muchos astrobiólogos lo consideran una bioseñal.
Por eso fue una sorpresa para Nikku Madhusudhan, astrofísico de la Universidad de Cambridge y autor principal del artículo que suscitó el debate sobre K2-18b, cuando su equipo descubrió indicios de DMS en la atmósfera del planeta.
K2-18b orbita alrededor de una estrella situada a más de 700 billones de kilómetros de la Tierra y se considera potencialmente habitable por la cantidad de luz estelar que recibe; también se especula con la existencia de vapor de agua en su atmósfera. Además, Madhusudhan y algunos otros astrónomos sospechan que el exoplaneta tiene temperaturas suaves y un océano líquido, ambos factores cruciales para la vida que conocemos en la Tierra.
Por tanto, el hallazgo de DMS por parte del equipo de Madhusudhan sólo parece reforzar los argumentos a favor de la vida en K2-18b. «Es una prueba débil», dijo a universeexpedition.com, pero “si resulta ser realmente correcto que hay DMS, entonces eso es una gran cosa”.
Pero algunos científicos no aceptan que lo que Madhusudhan encontró alrededor de K2-18b fuera realmente DMS.
«No creo que tengamos todavía pruebas convincentes de la presencia de DMS en la atmósfera de K2-18b», dijo Schwieterman, atribuyendo su sospecha a la confianza estadística bastante baja de la nueva publicación.
Cuando otros investigadores afirman haber detectado una bioseñal, Schwieterman tiene en cuenta dos factores antes de confiar en ellos. En primer lugar, confirma que la señal detectada es real, es decir, que los observadores han encontrado realmente la molécula que dicen haber encontrado. Después, se asegura de que la gente atribuye la creación de esa molécula a la fuente correcta: en este caso, algún tipo de vida. Schwieterman y muchos otros astrónomos creen que la detección de DMS de Madhusudhan no supera ambos pasos de verificación.
Ryan MacDonald, astrofísico de la Universidad de Michigan que no participó en la nueva investigación, explicó que ha encontrado firmas moleculares con niveles de confianza similares que «desaparecen por completo» cuando los mismos datos se someten a diferentes modelos. Los resultados de los análisis pueden cambiar «dependiendo de las minucias de cómo se traten los datos», declaró a universeexpedition.com, y añadió que «aún estamos aprendiendo» a analizar este tipo de datos porque su calidad es mayor que nunca. Necesitaría ver estadísticas más sólidas para convencerse de que el DMS está realmente presente en la atmósfera de K2-18b.
Schwieterman también tiene sus propias dudas sobre la atribución de esta firma al DMS. Explica que la forma específica en que el DMS interactúa con la luz puede producir señales similares a las de otros gases, como el metano, o señales que no representan nada en absoluto. «Sería fácil atribuir al DMS una señal que en realidad es el resultado de otro gas o de una fuente de ruido», dijo. «Lo que querríamos son muchos más datos para confirmar nuestra atribución del DMS a esa medición».
Madhusudhan defendió la decisión de su equipo de informar sobre lo que encontraron, incluso con un nivel de confianza relativamente bajo: «Si estás investigando honestamente y has encontrado la señal con [este nivel de confianza] , deberías informar de ello. Que lo consideres una prueba potencial o no es subjetivo hasta cierto punto… pero aun así deberías informar de ello».
Sin embargo, algunos artículos en Internet llegaron a sugerir que el grupo podría haber encontrado vida extraterrestre en el lejano planeta. Incluso Madhusudhan se muestra reticente a aceptar tales conclusiones, aunque sean preliminares.
Ilustración del exoplaneta K2-18 b cerca de su estrella enana. (Crédito de la imagen: Alex Boersma)
¿La existencia de DMS implica realmente la existencia de vida?
Más allá de la cuestión de si el DMS fue realmente detectado, los investigadores están investigando si la molécula es un buen marcador de la vida en primer lugar. La mejor manera de decidirlo es ver si hay otras explicaciones para su presencia en una cantidad lo suficientemente alta como para ser observada, explicó Barstow.
Hay varios casos de científicos que han encontrado la manera de producir otras moléculas tradicionalmente consideradas como biofirmas sin necesidad de recurrir a la vida. En 2023, por ejemplo, los investigadores encontraron una manera de convertir el dióxido de carbono y el helio en oxígeno, que a menudo se utiliza como indicador de vida.
De forma similar, en 1975 los químicos fueron capaces de producir DMS en el laboratorio utilizando sulfuro de hidrógeno, metano y electricidad, demostrando que la vida no es necesaria para su creación. (Madhusudhan no cree que este proceso produjera suficiente DMS en K2-18b para ser observable).
En noviembre de 2024, otro grupo de investigación publicó pruebas de firmas de DMS procedentes de un cometa. Su investigación apoya una nueva idea de producción de DMS, que utiliza elementos básicos del espacio y no depende de la vida.
Nora Hänni, química de la Universidad de Berna e investigadora principal del nuevo estudio, explicó cómo el DMS podría transferirse de los cometas a los planetas. Un cometa podría aterrizar en un planeta y depositar sustancias químicas en su atmósfera, dijo a universeexpedition.com, «así que podría ser como una nave espacial, básicamente».
«Si quieres detectar [DMS] en una atmósfera», añadió Hänni, «también tiene que sobrevivir a la química atmosférica, a la irradiación… Quizá tendrías que observar una posible contaminación justo después del impacto, o tendrías que tener muchos impactos y podría acumularse algo de material.»
Siguen existiendo muchas incógnitas.
Las propiedades del exoplaneta K2-18b y de su atmósfera son en gran medida un misterio, por lo que no está claro cuánto tiempo -o incluso si- el DMS podría sobrevivir realmente. Tampoco hay mucha información sobre el funcionamiento de los cometas fuera de nuestro sistema solar. Hänni no defiende la hipótesis de que los cometas sean los responsables del DMS en K2-18b, pero quiere asegurarse de que este escenario se considere como una posibilidad antes de sacar conclusiones sobre los hallazgos del DMS.
Sin embargo,
Madhusudhan descarta la teoría del cometa por la cantidad de DMS que, según él, se necesita para que sea observable en la atmósfera de un exoplaneta. «¿Cuánta cantidad se necesita para que sea observable en la atmósfera de un planeta? Los cometas no se producen cada hora», explica. Piensa que para que este método de producción explique la firma que encontró, el número de cometas que chocan contra K2-18b y traen consigo DMS tendría que ser irrealmente alto.
Está claro que aún queda trabajo por hacer antes de que haya consenso sobre si esta firma es real y si el DMS es una bioseñal fiable. MacDonald explicó que más observaciones telescópicas de la atmósfera de K2-18b desde múltiples instrumentos serían el «patrón oro» para probar si el DMS está realmente presente.
Y ese trabajo está en curso.
«Estamos recibiendo más observaciones, otros están recibiendo más observaciones», dijo Madhusudhan. «Así que, a lo largo del próximo año, veremos si la molécula está ahí o no».
