Imágenes de exoplanetas proporcionadas por la Nasa. REUTERS

La casualidad ha querido que coincidieran dos noticias que invitan a pensar en el futuro. Mientras la NASA daba cuenta ayer de la existencia confirmada de 1.284 nuevos planetas de tamaño, posición y condiciones idóneas para albergar vida fuera del Sistema Solar, un estudio científico certificaba la desaparición de cinco islas del Océano Pacífico y la pérdida de más del 20% de la superficie de otras seis a causa de la erosión y el aumento del nivel del mar. ¿Podrá algún día llegar a establecerse una relación entre ambas? No lo sabemos. La ciencia ficción explota desde hace tiempo el filón de una Tierra catastróficamente destruida y el éxodo forzoso de la humanidad en busca de condiciones de supervivencia en el espacio. De momento, lo que tenemos son datos inquietantes respecto del cambio climático, y datos poco esperanzadores sobre la posibilidad de encontrar una alternativa habitable fuera del Sistema Solar.

El nivel del mar ha subido 15 centímetros entre 1994 y 2014 en el archipiélago de las Islas Salomón, lo que ha obligado a reasentar por primera vez pequeños núcleos habitados. El problema no es solo que suba el nivel del agua, sino que el cambio climático está produciendo una intensificación de los vientos que erosionan las frágiles superficies de esas islas. El panel de Naciones Unidas sobre cambio climático prevé que el calentamiento continúe elevando el nivel de las aguas. Todos los grandes fenómenos comienzan con un pequeño movimiento. Y pueden tener una evolución muy rápida. La búsqueda de vida fuera de la Tierra se mueve, en cambio, en otra escala. Cualquier posibilidad está a una distancia de años luz. Y cualquier cambio favorable en un planeta próximo, como Marte, requeriría miles de años.

Los científicos de la Nasa han querido hacer inventario de los exoplanetas descubiertos por el telescopio espacial Kepler antes de que llegue al término de su vida activa. Desde su lanzamiento en 2009 ha estado buscando planetas que, por su composición, tamaño y posición pudieran tener condiciones de vida parecidas a las de la Tierra. Solo en la zona observada de la Vía Láctea ha encontrado 1.284 nuevos astros. De ellos, 550 son rocosos y nueve tienen un tamaño y una posición orbital parecidos a la Tierra. Con esta nueva remesa, son 21 los que podrían tener agua. Eso significa que si pudiéramos explorar otras galaxias del universo, podríamos encontrar millones de planetas muy parecidos al nuestro.

¿Y? Pues es muy interesante pero, de momento, poco podemos esperar de tales hallazgos, pues el más cercano se encuentra a 11 años luz. Es muy estimulante que en octubre pasado pudiéramos observar por primera vez la muerte de un planeta por extinción de su estrella, y que poco después lográramos ver cómo se formaba otro en otra estrella naciente. Pero la escala a la que ocurren estos fenómenos solo puede llevarnos a una conclusión: hay que seguir buscando planetas susceptibles de albergar vida, por supuesto, pero mientras tanto, más vale que cuidemos aquel del que ya estamos seguros de que puede seguir albergándola durante millones de años. El nuestro.

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                 El grial de la habitalidad planetaria

El Sol es un factor esencial en la habitabilidad de la Tierra, que recibe una media 1366 W/m² de radiación solar. Esta irradiación, entre otros factores, permite que el agua se encuentre en estado líquido, una condición que se asume que es indispensable para la actividad biológica, y resulta de la separación entre ambos astros. En los sistemas planetarios la zona de habitabilidad se define como el rango de distancias orbitales en donde un planeta podría contener agua líquida. Su tamaño y localización depende de la masa de la estrella, su edad y su luminosidad. En cualquier caso, como ocurre con la Tierra, otras causas pueden ser determinantes, tanto endógenas (composición del planeta, características atmosféricas, presencia de campo magnético y de actividad geológica) como exógenas (la posición del sistema en la galaxia, dado que la proximidad a las estrellas masivas o al centro de la misma podrían ser letales, o la densidad local de estrellas, indispensable para la estabilidad del sistema). Mercurio y Venus no son adecuados debido esencialmente a las altas temperaturas, mientras que a Marte le ocurre lo contrario, además de que solo tiene campos magnéticos locales.

El papel de la actividad geológica, desde un punto de vista astrobiológico, se ha visto enfatizado recientemente. La emisión de hidrógeno, dióxido de carbono y agua por los volcanes podría aumentar un 30-60 % la zona de habitabilidad, debido a un efecto invernadero. El mecanismo exige una actividad volcánica continuada durante muchos millones de años. En el sistema solar implica extender la zona de habitabilidad desde algo más allá de Marte (que carece de actividad tectónica y se encuentra localizado a 1.67 unidades astronómicas) hasta 2.4 unidades astronómicas, en donde se localiza el cinturón de asteroides. Por tanto, la actividad volcánica, fruto de la tectónica de placas, podría incrementar la posibilidad de encontrar vida en los numerosos planetas que se están encontrando más allá de los confines del sistema solar.

                                   Ross 128 b

De entre los descubrimientos recientes, posiblemente los planetas astrobiológicamente más interesantes se encuentran orbitando alrededor de estrellas frías y cercanas. Este es el caso del sistema Trappist-1, Ross 128 b, LHS 1140 b, o Próxima Centauri b.

LHS 1140 b

Próxima Centauri b es el planeta más cercano al sistema solar y se encuentra dentro de la zona de habitabilidad de su estrella, aunque la altísima actividad de ésta posiblemente esterilice su superficie de manera reiterada. El complejo sistema que orbita alrededor de Trappist-1 incluye al menos tres planetas dentro de la zona de habitabilidad. Contando éstos, son al menos siete planetas con una compleja interacción y localizados en una región muy compacta, lo que podría, de existir, facilitar la propagación de actividad biológica entre ellos.

Próxima Centauri b

No es la primera vez que se realiza este tipo de descubrimientos, dado que ya se han detectado atmosferas alrededor de varios tipos de planetas, sobre todo más masivos y semejantes a Júpiter. Ya se mencionó la composición metálica de la atmósfera de GJ1214 b. También con anterioridad se ha detectado una atmósfera alrededor del planeta rocoso 55 Cancri e. Sin embargo, GJ1132 b tiene un tamaño y una masa significativamente menor: 1.6 MTierra y 1.4Tierra frente a las 10MTierra y 2.2 RTierra del planeta 55 Cancri e. Esta estrella está localizada también a unos 40 años-luz, aunque es bastante más caliente, unos 5000 ºC, y más parecida al Sol en tamaño y masa. Tiene al menos seis planetas, siendo 55 Cancri e el más próximo a su estrella, a solo un 1.5 % de la distancia que separa al Sol de la Tierra. Su periodo de revolución es de solo 0.73 días terrestres. La atmósfera de este planeta rocoso estaría dominada por compuestos de hidrógeno, el elemento químico más simple y abundante, y sería por tanto muy distinta a la detectada en GJ1132 b o GJ1214 b.

55 Cancri e.

Más recientemente, la combinación de nuevos datos con espectros de transmisión tomados con el HST ha proporcionado el espectro más detallado de un exoplaneta, en este caso de WASP-39b. Su composición atmosférica sugiere que su proceso de formación fue muy distinto al de los gigantes gaseosos del sistema solar. WASP-39 es una estrella de tipo solar localizada a 700 años-luz. Su planeta, que orbita alrededor de aquélla en tan solo 4 días, tiene una masa similar a la de Saturno, pero está a una temperatura mucho más alta debido a la proximidad a su estrella (750ºC), su atmósfera está expandida y carece de nubes situadas en las partes más elevadas. Tiene al menos tres veces más agua que Saturno. De los resultados se infiere que su atmósfera también contiene una gran cantidad de elementos más pesados. Estas abundancias posiblemente son debidas a que el planeta sufrió un bombardeo muy intenso de objetos con gran cantidad de hielo, lo que implicaría una formación alejada de la estrella. En la actualidad, además debe presentar una sincronización entre su periodo orbital y el de rotación, lo que provocaría intensos vientos entre la parte iluminada y la oscura.

¿Es posible y deseable la expansión humana más allá de los confines del sistema solar?

La existencia de análogos terrestres no es un concepto nuevo. Entre otros, fue imaginada por Giordano Bruno en el siglo XVI, cuyas posiciones heterodoxas terminarían por conducirlo a la muerte en la hoguera a manos de la Inquisición Romana, quien dejó un testimonio claro y conciso:

Giordano Bruno

Existen, pues, innumerables soles; existen infinitas tierras que giran igualmente en torno a dichos soles, del mismo modo que vemos a estos siete (planetas) girar en torno a este sol que está cerca de nosotros.

La hipotética existencia de actividad biológica fuera de la Tierra plantea no ya solo interesantes problemas desde el punto de vista científico, sino también tecnológico y filosófico. ¿Deberíamos expandirnos y ocupar nuevos hábitats? ¿Qué implicaciones tendría la existencia de otros seres vivos surgidos de procesos totalmente independientes a la aparición de la vida en la Tierra?

La posible expansión humana más allá de las fronteras del sistema solar requeriría cuatro pasos interrelacionados: i) búsqueda de planetas adecuados y exploración remota; ii) exploración in situ con naves enviadas desde la Tierra; iii) adaptación del medio por un proceso de geoingeniería; iv) ocupación. En la actualidad nos encontraríamos en la primera fase. Posiblemente, en los próximos años o en un par de décadas habremos identificado los objetivos adecuados, análogos terrestres con características que permitan la actividad biológica. Se trataría por tanto del inicio de una colonización estelar, que sería posibilitada por tecnologías emergentes o, en alguno de los casos, ni siquiera vislumbradas. Estas etapas que durarían centenares de años, una fracción del proceso de expansión del homo sapiens por los diversos continentes del planeta, que ha durado decenas de miles de años.

Autor: David Barrado Navascués

Fuente: Revista Española de Física VOL 32 Nº4

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El Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME), en Columbia Británica, Canadá. (The Varsity)

Un avanzado sistema de aprendizaje maquinal ha localizado decenas de estallidos rápidos de radio (FRBs), un tipo de señal cuya causa no es conocida, pero procedente del núcleo de una galaxia situada a 3.000 millones de años luz

En 2007 astrónomos australianos detectaron el primero de una extraña serie de fenómenos al que pusieron el nombre de estallidos rápidos de radio (en inglés, «Fast Radio Burst» o FRB). Son una serie de pulsos de radio de muy alta energía que apenas duran unos cuantos milisegundos y que parecen proceder de fuera de la Vía Láctea. Sin embargo, durante este tiempo no se ha podido esclarecer su origen, e incluso algunos han especulado con que hubieran sido creados por extraterrestres. ¿Qué otra cosa puede producir esas explosiones de energía tan intensas pero efímeras en la longitud de onda de las radiofrecuencias?

El año pasado, los investigadores situaron por fin el origen de uno de estos estallidos, llamado FRB 121102, en el núcleo activo de una pequeña galaxia situada a 3.000 millones de años luz de la Tierra. Una de sus peculiaridades, según se averiguó entonces, es que esta señal se repite cada cierto tiempo. Ahora, los investigadores del Breaktrough Listen, un proyecto de búsqueda de vida inteligente (SETI, en inglés) de la Universidad de California en Berkeley (EE.UU.), ha descubierto un total de 72 estallidos rápidos de radio en dicha fuente usando técnicas de inteligencia artificial. Sus resultados han sido aceptados para ser publicados en The Astrophysical Journal.

«Este trabajo es muy interesante no solo porque ayuda a comprender el comportamiento dinámico de los estallidos rápidos de radio, sino también porque muestra que la inteligencia artificial puede detectar señales pasadas por alto por algoritmos clásicos», ha dicho en un comunicado Andrew Siemion, director Centro de Investigación SETI de Berkeley e investigador principal de Breaktrough Listen.

Señales de origen desconocido

El descubrimiento lo hizo una Inteligencia Artificial

Por lo que sabemos hasta el momento, los estallidos rápidos de radio (FRBs) solo duran durante unos cuantos milisegundos y proceden de galaxias distantes. Se desconoce cuál puede ser su origen. Entre las teorías más aceptadas está que procedan de estrellas de neutrones altamente magnetizadas y bombardeadas por corrientes de gas procedentes de agujeros negros supermasivos.

Dichas señales ¿Por qué no? podrían tener su origen en civilizaciones extraterrestres

Otras teorías sostienen que su origen podría estar en civilizaciones extraterrestres avanzadas. Por eso Breaktrough Listen está aplicando sus avanzados algoritmos para detectar señales que pudieran ser producidas con un propósito y no por la naturaleza.

En esta ocasión, los algoritmos se pusieron a analizar los datos recogidos por un gran radiotelescopio, el Green Bank, situado en Virginia occidental (EE.UU.) durante cinco horas completas, el pasado 26 de agosto de 2017. En un trabajo anterior, allí se captaron 21 estalllidos en un periodo de una hora.

FRB 121102, la misteriosa fuente

Señales misteriosas que, si vienen de una galaxia situada a 3.0o0 a.l. del Sistema Solar, tendremos complicado el poder contestarles si.finalmente, podemos entender los mensajes enviados.

En esta ocasión, el estudiante Gerry Zhang y otros han desarrollado un nuevo algoritmo para analizar los mismos datos, que acumularon un total de 400 terabytes de información. Así han captado 72 nuevos FRBs. En total, desde que FRB 121102 se descubrió en 2012, se han descubierto ahí 300 de estos estallidos rápidos.

La inteligencia artificial dotada de algoritmos especiales han hecho mucho por la ciencia

«Este trabajo es solo el primero que ha usado estos poderosos métodos para encontrar estos eventos de radio», ha dicho Zhang. «Esperamos que nuestro éxito pueda inspirar otras búsquedas serias centradas en aplicar la inteligencia artificial a la radioastronomía».

Parecido al motor de búsqueda de Google

Curiosamente, la técnica usada por Zhang tiene algo en común con la optimización de los motores de búsqueda (SEO) destinada a clasificar imágenes. Básicamente, Zhang y los demás lograron entrenar a un algoritmo para reconocer estallidos ya detectados por otros investigadores. A continuación, lo pusieron a trabajar con el grueso de los datos para tratar de identificar estallidos no encontrados antes.

No podremos saber qué o quien pudo emitir dichas señales pero, sin descartar nada.

Los nuevos resultados han permitido aprender sobre la periodicidad de los estallidos procedentes de FRB 121102, lo que es clave para las hipótesis de búsqueda de vida alienígena. Pues bien, los datos muestran que los pulsos no se reciben en patrones regulares, al menos si el periodo de repetición considerado es mayor de 10 milisegundos.

Sin embargo, todo esto ayudará, según Siemion, a estrechar el cerco sobre las potenciales fuentes de estos FRBs. Por ello, este investigador ha dicho que, tanto si los FRBs provienen de civilizaciones alienígenas como si no, escucharlos con esta avanzada tecnología «está ayudándonos a empujar las fronteras del conocimiento» y «nuestra comprensión del Universo que nos rodea».

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Chroococcidiopsis thermalis – Archivo

Un equipo internacional de biólogos y químicos cree que sería posible utilizar estos organismos para «fabricar» una atmósfera respirable en el Planeta rojo

Hace más de 3.500 millones de años, las bacterias fueron las principales responsables de “fabricar” una atmósfera respirable en la Tierra. Ahora, un equipo internacional de biólogos y químicos cree que sería posible utilizar el mismo tipo de organismos para hacer lo propio con Marte, terraformándolo hasta convertirlo en un mundo similar al nuestro. El estudio se ha publicado en Science.

Los científicos, procedentes de varias universidades de Australia, Reino Unido, Francia e Italia, basan su “sugerencia” en el hallazgo de la extraordinaria habilidad de las Cyanobacterias, antes llamadas “algas verdiazules”, para llevar a cabo la fotosíntesis incluso en las condiciones de iluminación más bajas.

Las Cyanobacterias se cuentan entre los organismos más antiguos de la Tierra, y entre sus habilidades destaca la de haber sido capaces de convertir, a través de la fotosíntesis, la primitiva atmósfera terrestre rica en metano, amoniaco y otros gases de efecto invernadero en el delicado compuesto que actualmente es capaz de sostener todas las formas de vida de nuestro planeta.

Los procesos fotoquímicos utilizados por estos antiquísimos microorganismos son bastante similares a los de la auténtica legión de plantas multicelulares que se desarrollaron después, y gracias a los que la atmósfera terrestre mantiene más o menos intacta su composición actual. El proceso implica el uso de luz roja, y si la mayor parte de las plantas son de color verde es porque la clorofila no es capaz de absorber energía de esa franja del espectro lumínico y la refleja.

La luz, sin embargo, resulta de la máxima importancia para la fotosíntesis. Tanto, que ni plantas ni bacterias son capaces de crecer en ambientes demasiado oscuros. Los investigadores se centraron precisamente en este punto, para averiguar cuál es el “límite de oscuridad” que puede llegar a tener un entorno capaz de permitir el proceso y más allá del cual la fotosíntesis ya no sería posible.

Por eso, con el biólogo de la Universidad Nacional de Australia Elmars Krausz a la cabeza, los científicos pusieron a prueba la habilidad de una especie concreta de Cyanobacteria, Chroococcidiopsis thermalis, para llevar a cabo la fotosíntesis en condiciones de poca luz.

Los investigadores esperaban que la fotosíntesis se “apagaría” a una longitud de onda de la luz de 700 nanómetros, un límite ampliamente consensuado y conocido como “el límite rojo”.

Pero Krausz y su equipo se encontraron con algo que no esperaban:

Chroococcidiopsis thermalis superaba ampliamente ese límite, y seguía fotosintetizando en longitudes de onda de hasta 750 nanómetros. Un hallazgo que no solo representa una significativa extensión de la capacidad de hacer la fotosíntesis con poca luz, sino que también describe un sistema que es capaz de “funcionar” con una cantidad muy inferior de combustible biológico. En palabras de los investigadores, se trata de “un fotosistema de baja energía sin precedentes”.

El límite rojo

Los biólogos descubrieron que la clave para esta capacidad hasta ahora desconocida radica en la presencia de una serie de clorofilas de longitud de onda larga que no habían sido detectadas previamente. Así, los científicos rastrearon los orígenes de estas clorofilas hasta el genoma de C. thermalis, y descubrieron que estaba ubicado en un conjunto de genes específicos que es común a muchas especies de Cyanobacterias, lo cual sugiere que la capacidad para superar el “límite rojo” podría ser algo común.

Para Krausz, esta recién descubierta capacidad resulta de lo más prometedora para el uso de Cyanobacterias como agentes de terraformación interplanetaria. De hecho, el establecimiento de colonias en otros mundos pondría en marcha una transformación atmosférica que, eventualmente, debería desembocar en unas condiciones favorables para la vida, incluso la de los seres humanos.

Por supuesto, si algunas de las vigentes teorías de la Astrobiología son correctas, las Cyanobacterias (u otras formas de vida similares) podrían existir ya en otros planetas, en cuyo caso su habilidad para sobrevivir en las condiciones más extremas de iluminación podría ser un nuevo indicativo para detectarlas.

“Todo esto puede sonar a ciencia ficción -explica Krausz- paro las agencias espaciales y las compañías privadas de todo el mundo tratan, de forma muy activa, de convertir este sueño en realidad en un futuro no demasiado lejano. En teoría, se podría aprovechar la fotosíntesis de este tipo de organismos para crear aire que los humanos puedan respirar en Marte”.

Para el biólogo, “estos organismos adaptados a una luz muy baja, como las Cyanobacterias que hemos estado estudiando, podrían crecer bajo las rocas y sobrevivir a las duras condiciones que reinan en el Planeta Rojo”.

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