(Crédito de la imagen: NASA)
La búsqueda de vida más allá de nuestro planeta ha cautivado a la humanidad durante décadas, impulsando misiones que siguen adentrándose cada vez más en el sistema solar. El verano pasado, el explorador Perseverance de la NASA hizo un descubrimiento pionero en Marte al detectar moléculas basadas en el carbono, conocidas como orgánicas, que muchos científicos creen que podrían insinuar la posible presencia de vida extraterrestre antigua.
El hallazgo ha avivado el entusiasmo y el debate en el seno de la comunidad científica, ya que nos acerca a la respuesta a la vieja pregunta de si alguna vez existió -o tal vez sigue existiendo- vida en el Planeta Rojo.
Sin embargo, puede haber una pequeña salvedad: los científicos no pueden estar seguros de que las señales sean atribuibles al 100% a moléculas orgánicas. Aunque, para muchos, la posibilidad es probable, no es la única explicación, y la incertidumbre se reduce a los instrumentos del rover: pueden proporcionar fuertes indicios y recopilar datos valiosos, pero no son tan completos como los laboratorios terrestres.
Para ponerte en antecedentes, Perseverance hizo el hallazgo utilizando un instrumento avanzado llamado SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals), que está diseñado para cazar moléculas orgánicas.
«El instrumento SHERLOC es nuestra principal herramienta para detectar materia orgánica», declaró a universeexpedition.com Ken Farley, científico del proyecto de la misión Rover Perseverance. «Es realmente el único instrumento que creemos que tiene una posibilidad razonable de encontrar materia orgánica en las concentraciones que probablemente estén presentes».
SHERLOC se basa en dos técnicas principales: la luminiscencia ultravioleta profunda y la espectrometría Raman. «El modo de luminiscencia de SHERLOC produce una señal muy alta por unidad de cantidad de ciertas moléculas orgánicas, pero no es especialmente diagnóstico», dijo Farley.
La luminiscencia es el proceso por el cual una sustancia emite luz al absorber energía, sin que aumente su temperatura. Hay muchos ejemplos, desde las luces de neón hasta las moscas de fuego. Pero a bordo del vehículo explorador de Marte, SHERLOC aprovecha este fenómeno para ayudar a identificar la presencia de diferentes compuestos orgánicos.
Pero hay una trampa: «Muchas, muchas cosas luminiscentes – hay otras cosas que lo hacen además de la materia orgánica», dijo Farley. «Está relacionado con características sutiles de la composición química de los materiales».
Aquí es donde entra en juego el modo Raman de SHERLOC. «Es mucho menos sensible, pero una huella dactilar mucho mejor», dijo Farley. La espectroscopia Raman es una técnica habitual en la mayoría de los laboratorios de química, que permite medir los modos vibratorios de los enlaces moleculares para obtener información sobre la estructura química de una molécula.
«Existen patrones de picos en un espectro Raman, y se pueden relacionar con tipos específicos de moléculas orgánicas», explica Farley. «Pero es un compromiso».
Con ambos instrumentos, Farley cree que existe la posibilidad de detectar falsos positivos. «Se podría sacar la conclusión positiva sin reconocer que hay interpretaciones alternativas», explicó.
¿Podría Percy haber encontrado algo más?
Perseverance recibió el encargo de recoger y analizar muestras del cráter Jezero de Marte, elegido por su historia como antiguo lago de sistema abierto hace aproximadamente 3.500 millones de años. En la Tierra, entornos similares muestran a menudo signos de antigua vida microbiana, lo que convierte a Jezero en un objetivo privilegiado para investigar una posible vida pasada.
Utilizando su instrumento SHERLOC, el rover detectó señales de luminiscencia que sugerían inicialmente la presencia de moléculas orgánicas. Un artículo publicado en la revista Nature informó de estos hallazgos, que indican la existencia de diversas moléculas aromáticas en la superficie marciana que persisten a pesar de las duras condiciones.
Un año más tarde, un estudio publicado en Science Advances ofrecía una explicación alternativa, sugiriendo que las señales que se creía que indicaban la presencia de orgánicos podían proceder en cambio de materiales inorgánicos, concretamente iones de cesio (Ce
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) en defectos de fosfatos y silicatos de antiguos flujos magmáticos.
«Múltiples sustancias químicas pueden dar lugar a estas mismas características espectrales», explicó Eva Scheller, científica planetaria del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y autora correspondiente del reciente estudio, así como autora colaboradora en el artículo original de Nature. «En espectroscopia, llamamos a esto una degeneración, [y es] un desafío muy común cuando se trata de interpretar espectros».
La degeneración a menudo hace imposible interpretar estos resultados, según Scheller, y en casos menos críticos, muchos científicos normalmente dejarían los datos sin interpretar. Sin embargo, lo que está en juego para el equipo de Perseverance significa que habrá un empuje continuo para tratar de interpretar los datos a pesar de los desafíos.
«Estudios anteriores señalaban que los espectros coinciden en apariencia con el perfil de luminiscencia de los aromáticos de 1 y 2 anillos, esto es cierto», afirma Scheller, refiriéndose a moléculas orgánicas específicas formadas por uno o dos anillos de carbono conectados. Las moléculas aromáticas son únicas porque sus estructuras incluyen formaciones estables en forma de anillo con enlaces simples y dobles alternados, lo que se conoce como enlaces conjugados. Estas moléculas son importantes porque pueden encontrarse en compuestos biológicos, como los aminoácidos y los pigmentos. Sin embargo, aunque la detección de tales moléculas es intrigante, no garantiza su origen biológico. «Y no significa mucho si los datos son degenerados», añadió Scheller.
Farley y Scheller señalan que el documento original sí apunta esta posibilidad, y también menciona la posibilidad de que Ce
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y defectos inorgánicos como explicaciones alternativas. «Se presentaron entre un menú de posibles interpretaciones», dijo Farley.
Aunque se determinó que la presencia de orgánicos aromáticos sería más probable, Scheller sostiene que esto podría reducirse a los sesgos y campos de especialización de los científicos.
Un primer plano de un modelo de ingeniería de SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals) (Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech)
Gestión de la incertidumbre
En la Tierra, los resultados ambiguos como estos a menudo pueden aclararse utilizando diferentes análisis para corroborar los hallazgos. Sin embargo, realizar experimentos en Marte es mucho más complicado.
La capacidad para enviar instrumentos voluminosos en un vehículo explorador que debe viajar entre planetas es limitada. En consecuencia, los equipos deben miniaturizarse y hacerse móviles, todo ello mientras operan en un entorno extremo e impredecible. A diferencia de la Tierra, donde las condiciones pueden controlarse y los instrumentos son muy sensibles y accesibles, Marte presenta temperaturas rigurosas, tormentas de polvo, radiación y recursos limitados. Estos factores complican los análisis precisos e introducen incertidumbres, lo que dificulta extraer conclusiones definitivas de los datos.
«Este es el sentido de toda la propuesta de retorno de muestras», dijo Scheller. Esto también permitiría a los científicos comprender mejor los orígenes de cualquier molécula orgánica, en caso de que se determine que están presentes en el cráter Jezero.
Pero tanto Farley como Scheller se apresuran a señalar que incluso si hay moléculas orgánicas presentes, esto no significa que sean un signo potencial de vida. «No creo que ningún miembro del equipo -incluso los que proponen firmemente un origen orgánico para las señales de luminiscencia- sostenga que los compuestos orgánicos aromáticos de uno o dos anillos luminiscentes puedan ser un posible signo de vida», afirma Scheller.
«Para poder diferenciar los tipos abióticos de química orgánica [los creados a través de procesos no biológicos] de la vida se necesitan técnicas de laboratorio realmente sofisticadas que utilicen métodos de caracterización muy detallados, y esto no se puede hacer con un instrumento en miniatura de una nave espacial adaptado a entornos extremos», añadió. «En [nuestros artículos] , simplemente mostramos que estamos luchando para confirmar o descartar la presencia de moléculas orgánicas abióticas básicas utilizando SHERLOC».
Farley subraya que, aunque las idas y venidas puedan parecer desacuerdos entre científicos, en realidad son una parte vital e inherente al proceso científico.
«Se trata de la corrección de errores, y así es como tiene que funcionar el proceso científico», afirma. «[Como científico] , uno tiene que estar abierto a esa posibilidad de que pueda estar equivocado y no luchar contra ella».
«Si uno acepta que si expone sus argumentos y alguien encuentra una interpretación mejor y uno la examina y está de acuerdo, entonces la ciencia se corrige a sí misma: es la naturaleza de la bestia, que el conocimiento evolucione y eso es bueno».
