¿Cuál es la importancia del descubrimiento de dióxido de carbono en una de las lunas de Júpiter?

Por Julio García G. / Periodista de Ciencia

Desde que comenzó su andadura espacial, un 25 de diciembre de 2021, el Telescopio James Webb nos ha regalado bellas e impresionantes imágenes del universo profundo con una resolución sin precedentes.

Además, su enorme espejo, que mide más de 6 metros de diámetro, ha permitido que los astrónomos detecten en algunos exoplanetas (éstos son mundos que se encuentran más allá del sistema solar), ciertos compuestos químicos que resultan fundamentales para el surgimiento de la vida tal y como la conocemos.

Pero ¿cabría la posibilidad de que los compuestos esenciales para el surgimiento de la vida también estén presentes en nuestro propio sistema solar, más allá de la Tierra?

Resulta que hace tres años, en septiembre de 2020, el vecino planeta Venus fue noticia internacional luego de que astrónomos de la Universidad de Cardiff, Reino Unido, presentaron un interesante trabajo de investigación en la prestigiada revista Nature Astronomy con el que demostraron que la atmósfera de dicho planeta contiene un gas de nombre fosfina o fosfano, el cual es incoloro, inflamable y bastante tóxico. Además, tiene un olor como el del pescado podrido y está presente en la Tierra en las ciénegas y en las heces.

No obstante, meses más tarde de la importante noticia, otros equipos de astrónomos desmintieron a los de Cardiff al demostrar, mediante otras observaciones que incluyeron un avión Boing de la NASA que voló a gran altitud sobre la superficie de la Tierra, que en realidad en Venus no había indicios de fosfina, por lo que la presencia de este compuesto químico quedó en la polémica y, por supuesto, en entredicho.

Lo que es un hecho es que la demostración experimental (o no) en torno a la presencia de fosfina en Venus sin lugar a duda es un indicio importante de que la vida puede desarrollarse sin muchos problemas en otros sitios de nuestro sistema solar, ya que este gas solamente se produce cuando hay presencia de seres vivos.

Imagen artística del Telescopio James Webb. Imagen: James Webb Telescope.

En otras palabras, la vida sí que puede desarrollarse aún en nuestro propio sistema solar, más allá de la Tierra, si un planeta o un satélite cumplen ciertas condiciones como por ejemplo poseer una atmósfera que ni atrape ni deje escapar la radiación solar.

Una atmósfera que atrape y que no deje escapar la radiación del Sol haría de ese mundo un sitio inhóspito, debido a que se produciría un efecto invernadero el cual haría incrementar las temperaturas a tal grado, que el calor abrazador impediría que la vida surja en la superficie de un planeta con estas características.

De hecho, la atmósfera de Venus es tan densa que su superficie se encuentra a cientos de grados justamente porque la radiación del Sol no puede regresar al espacio. En cambio, en un planeta o un satélite con una atmósfera muy delgada o que no la tuviese (donde la radiación solar se escape casi por completo), la vida tampoco podría desarrollarse allí ya que dicho planeta o satélite sería completamente helado, con temperaturas de varios cientos de grados bajo cero.

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Ahora bien, ¿cuáles son otros de los compuestos químicos para surja la vida?

Uno de estos biomarcadores químicos es el dióxido de carbono. Esta molécula posee una conexión muy importante con la actividad biológica de la Tierra y podría tenerla también en otros planetas y exoplanetas que puedan albergar vida. Por ejemplo, en 2008, el Telescopio Espacial Hubble detectó no solamente dióxido de carbono en el exoplaneta HD 189733b, sino también metano (otro importante biomarcador), de tal suerte que estos biomarcadores están presentes no únicamente en el sistema solar, sino también fuera de éste.

Un planeta similar a la Tierra. Imagen: Shutterstock.

Por otro lado, hace unos días, el pasado jueves 21 de septiembre y para sorpresa de muchos, el telescopio James Webb halló dióxido de carbono en Europa, una de las 95 lunas de Júpiter.

En el caso de Europa, el dióxido de carbono -toda la vida en la Tierra está basada en dicha molécula ya que es un ingrediente indispensable para la fotosíntesis– fue identificado en los océanos líquidos de agua salada que se encuentran debajo de su superficie congelada. De hecho, desde hace varios años se especuló con la posibilidad de que debajo de la superficie de este satélite hubiesen biomarcadores como éste. Pero, como en aquellos años no se contaba con la tecnología necesaria, no había sido posible hallarlo.

Dado que ahora se sabe que Europa contiene dióxido de carbono en grandes cantidades, ¿de dónde provino? ¿Llegó a través a meteoritos u otras fuentes externas?

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La respuesta es que, en realidad, el dióxido de carbono siempre se ha encontrado ahí, en esos océanos líquidos subterráneos que inundan todo el satélite y, por consiguiente, no proviene de fuentes externas.

Los astrónomos también descubrieron que esta molécula es más abundante en una región geológicamente joven denominada Tara Regio, donde el hielo de la superficie se ha alterado. Ello indica que se ha intercambiado material entre la superficie helada de Europa y su océano subterráneo. Y ya desde hace algunos años el Telescopio Espacial Hubble había encontrado evidencia de la presencia de sal en esta joven región.

A pesar de que el Telescopio James Webb no fue diseñado exclusivamente para buscar biomarcadores en otros planetas, sino más bien para encontrar respuestas en torno al origen, la evolución y la historia del universo, éste está jugando un papel fundamental en la búsqueda de estos compuestos químicos esenciales.

Tres mapas de composición derivados de los datos del instrumento NIRSpec del telescopio James Webb. Estos mapas circulares pixelados presentan cuadrados blancos, azules o naranjas de varios tonos. Los píxeles blancos representan hielo de dióxido de carbono. Imagen: James Webb Telescope.

Por ejemplo, hace algunas semanas se anunció que había detectado dióxido de carbono y metano en un exoplaneta de nombre K-18 b a 120 años de distancia, lo cual sugiere que dicho planeta –unas ocho veces más grande que la Tierra– podría tener océanos y una atmósfera muy similar a la terrestre, aunque todavía faltan estudios mucho más profundos que lo puedan demostrar o refutar.

Con respecto al futuro de las investigaciones sobre el hecho de hallar vida (o no) en algunas de las lunas de Júpiter como Europa, la Agencia Espacial Europa pretende llegar a estos cuerpos en 2030 mediante el Explorador de Lunas Heladas de Júpiter (JUICE, por sus siglas en inglés), cuyo objetivo será explorar y estudiar no solamente a Europa, sino también a Ganímedes y Calisto, los cuales, se cree, también poseen agua líquida debajo de su superficie, lo que los convierte en satélites donde las posibilidades de encontrarla son muy altas.

Además, el mero hecho de estudiar satélites relativamente cercanos a la Tierra en busca de los compuestos químicos fundamentales para la vida allana el camino para que los seres humanos podamos aplicar estos nuevos conocimientos en la búsqueda de ellos en exoplanetas que se encuentran a años luz. Porque, si los compuestos de la vida son los mismos en todo el universo entonces ¿cabría la posibilidad de que no estemos solos en el universo?, ¿de que el surgimiento de ésta y su desarrollo sea una consecuencia directa de la propia evolución del universo y que por tanto se la pueda encontrar en otras regiones?

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Actualmente se estima que en el universo existen dos mil millones de galaxias. Si en todas ellas las leyes de la física son las mismas (que es lo más probable) y que la existencia de los compuestos químicos esenciales para el surgimiento de la vida son consecuencia de estas leyes, entonces ¿qué probabilidad hay de que el universo rebose de ella? La probabilidad evidentemente es muy alta, a pesar de que hasta ahora la ciencia no ha podido demostrar su existencia. Que no la haya demostrado evidentemente no significa que no exista.

Los pormenores en torno al descubrimiento del telescopio James Webb sobre dióxido de carbono de Europa, pueden consultarse en la revista Science a través del siguiente enlace: https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.adg4270