¡Es posible que existan seres extraterrestres que respiran hidrógeno! Vida extraterrestre: un enfoque novedoso

Probablemente miraremos los gases en su atmósfera la primera vez que busquemos signos de vida en un planeta que gira alrededor de otra estrella (un exoplaneta). A medida que aumenta el número de planetas similares a la Tierra conocidos, es posible que pronto descubramos gases asociados con la vida en la Tierra en la atmósfera de un exoplaneta.

Pero, ¿y si la vida extraterrestre tiene una sustancia química diferente a la nuestra? Expandir nuestra búsqueda más allá de planetas como el nuestro para incluir aquellos con una atmósfera de hidrógeno, según una investigación reciente publicada en Nature Astronomy, aumenta nuestras probabilidades de encontrar evidencia de vida utilizando atmósferas.

La atmósfera de un exoplaneta se puede estudiar cuando pasa frente a su estrella. La luz de la estrella debe atravesar la atmósfera del planeta para llegar a nosotros durante el tránsito, y parte de ella es absorbida.

Los gases que componen la atmósfera se revelan al observar el espectro de la estrella (luz dividida por longitud de onda) para determinar qué luz está ausente debido al tránsito. Una de las misiones del Telescopio Espacial James Webb, retrasada durante mucho tiempo, es documentar atmósferas extraterrestres.

La presencia de actividad biológica es una de las interpretaciones más fundamentales de un entorno con una composición química que difiere de lo que anticipamos. Este es el estado actual de las cosas en el planeta. El metano (CH4), que se combina naturalmente con el oxígeno para producir dióxido de carbono, se encuentra en la atmósfera de nuestro planeta. La actividad biológica, en cambio, garantiza que nunca falte el metano.

Otra forma de verlo es que si las bacterias fotosintéticas no hubieran liberado el oxígeno del dióxido de carbono durante el llamado “gran evento de oxigenación” hace 2400 millones de años, el oxígeno no existiría en absoluto.

Echa un vistazo al aire libre en lugares con mucho oxígeno.

Los autores del nuevo estudio proponen que comencemos a observar planetas más grandes que la Tierra que tengan atmósferas dominadas por hidrógeno. Puede que no haya oxígeno libre presente ya que el hidrógeno y el oxígeno son una mezcla tan combustible.

En 1937, el fuego destruyó el dirigible Hindenberg lleno de hidrógeno. En un planeta con una atmósfera de hidrógeno libre de oxígeno, tal conflagración sería imposible. Murray Becker de Associated Press contribuyó a esta foto.

El hidrógeno es la molécula más ligera del universo y puede escapar rápidamente al espacio. Un planeta rocoso con suficiente gravedad para soportar una atmósfera de hidrógeno tendría que ser una “súper Tierra” con una masa de dos a diez veces la de la Tierra.

El hidrógeno podría haber surgido de un proceso químico que involucró hierro y agua, o podría haber venido directamente de la nube de gas en la que se formó el planeta.

La densidad de una atmósfera dominada por hidrógeno cae 14 veces más lento a medida que asciendes que una atmósfera dominada por nitrógeno como la de la Tierra.

Como resultado, la atmósfera del planeta tiene una envoltura 14 veces mayor, como se observa en los datos del espectro. Tendríamos una mayor probabilidad de ver directamente un entorno de este tipo con un telescopio óptico si el entorno tuviera más dimensiones.

En el laboratorio, se respira hidrógeno.

Los investigadores utilizaron estudios de laboratorio para demostrar que la bacteria E. coli (que se puede encontrar en miles de millones en los intestinos) puede sobrevivir y prosperar en un entorno de hidrógeno únicamente. Pudieron mostrar el mismo efecto usando una variedad de levadura.

Si bien es intrigante, esto no contribuye en nada al caso de que la vida pueda prosperar en un entorno rico en hidrógeno. Muchas bacterias de aguas profundas ya existen al metabolizar hidrógeno, e incluso hay una especie multicelular que pasa toda su vida en el fondo del Mediterráneo en un hábitat libre de oxígeno.

Spinoloricus es una pequeña especie multicelular que no parece necesitar oxígeno para sobrevivir. La barra de escala mide 50 micrómetros de longitud.

Es bastante improbable que la atmósfera de la Tierra, que comenzó sin oxígeno, alguna vez contuviera más del 1% de hidrógeno. En lugar de mezclar oxígeno y carbono para producir dióxido de carbono, la vida temprana pudo haber tenido que metabolizar combinando hidrógeno y carbono para generar metano.

Gases que tienen una biofirma distintiva.

Sin embargo, el estudio proporcionó un resultado notable. Según los investigadores, cuando los productos de E. coli se exponen al hidrógeno, producen una “variedad asombrosa” de gases.

En un entorno de hidrógeno, varios de estos, como el sulfuro de dimetilo, el sulfuro de carbonilo y el isopreno, pueden ser “firmas biológicas” detectables. Esto aumenta las posibilidades de encontrar vida en un planeta extrasolar, pero solo si sabemos qué buscar.

Sin embargo, las actividades metabólicas que utilizan hidrógeno son ineficaces en comparación con las que utilizan oxígeno. Los astrobiólogos, por otro lado, creen que la vida que respira hidrógeno es una idea bien establecida. Cierta ciencia ficción basada en la lógica, como la trilogía Uplift de David Brin, ha presentado respiradores de hidrógeno conscientes.

Según los autores del estudio, el hidrógeno molecular puede actuar como gas de efecto invernadero en grandes cantidades. Esto podría mantener la superficie de un planeta lo suficientemente caliente para el agua líquida y, por lo tanto, para la vida en la superficie, durante más tiempo de lo que lo haría de otra manera.

Los autores no mencionan la posibilidad de vida en planetas gaseosos gigantes como Júpiter. No obstante, al ampliar el grupo de planetas habitables para incluir supertierras con atmósferas ricas en hidrógeno, los científicos han duplicado efectivamente la cantidad de mundos que podemos examinar en busca de las primeras señales de vida extraterrestre.