El metano podría ser el principal indicador de vida extraterrestre

Un estudio evalúa el contexto planetario en el que la detección de metano en un exoplaneta podría considerarse un signo convincente de vida.

El metano podría ser el principal indicador de vida extraterrestre

El caso del metano como biofirma se deriva de su inestabilidad en la atmósfera.

Para la humanidad, es poco probable que la evidencia de vida más allá de la Tierra sea tan dramática como el aterrizaje de una nave espacial alienígena, por ejemplo, junto a la Torre Eiffel en París. Es más probable que provenga de observaciones con telescopios de un planeta lejano que contiene sustancias químicas atmosféricas que sugieren actividad biológica.

Específicamente, si la vida es abundante en el universo, el metano atmosférico puede ser el primer signo de vida más allá de la Tierra detectable por los astrónomos.

Aunque los procesos no biológicos pueden generar metano, un nuevo estudio realizado por científicos de la Universidad de California, Santa Cruz, establece un conjunto de circunstancias en las que se podría considerar un caso como fehaciente con la actividad biológica como fuente de este gas en la atmósfera de un planeta rocoso. 

Esto es especialmente importante porque el metano es uno de los pocos signos potenciales de vida, o “biofirmas“, que podrían ser fácilmente detectables con el Telescopio Espacial James Webb, que comenzará las observaciones a finales de este año.

“A menudo se habla del oxígeno como una de las mejores biofirmas, pero probablemente será difícil de detectar con JWST”, dijo Maggie Thompson, estudiante graduada en astronomía y astrofísica en UC Santa Cruz y autora principal del nuevo estudio.

A pesar de algunos estudios previos sobre biofirmas de metano, no se había realizado una evaluación actualizada y dedicada de las condiciones planetarias necesarias para que el metano fuera una buena biofirma. “Queríamos proporcionar un marco para interpretar las observaciones, por lo que si vemos un planeta rocoso con metano, sabemos qué otras observaciones se necesitan para que sea una biofirma persuasiva”, dijo Thompson.

Ilustración de Kepler-62e, un planeta del tamaño de una Súper Tierra en la zona habitable de una estrella más pequeña y fría que el Sol, ubicada a unos 1.200 años luz de la Tierra en la constelación de Lyra. REUTERS/NASA Ames/JPL-Caltech/Handout

La divergencia sobre el origen del metano

Publicado el 28 de marzo en Proceedings of the National Academy of Sciences, el estudio examina una variedad de fuentes no biológicas de metano y evalúa su potencial para mantener una atmósfera rica en metano. Estos incluyen volcanes; reacciones en entornos tales como dorsales oceánicas, respiraderos hidrotermales y zonas de subducción tectónica; e impactos de cometas o asteroides.

El caso del metano como biofirma se deriva de su inestabilidad en la atmósfera. Debido a que las reacciones fotoquímicas destruyen el metano atmosférico, debe reponerse constantemente para mantener altos niveles.

"Si detectas una gran cantidad de metano en un planeta rocoso, normalmente necesitas una fuente masiva para explicar eso", dijo el coautor Joshua Krissansen-Totton, miembro de Sagan en UCSC.

“Sabemos que la actividad biológica crea grandes cantidades de metano en la Tierra, y probablemente también lo hizo en la Tierra primitiva porque hacer metano es algo bastante fácil de hacer metabólicamente”.

Las fuentes no biológicas, sin embargo, no serían capaces de producir tanto metano sin generar también pistas observables sobre sus orígenes. La desgasificación de los volcanes, por ejemplo, agregaría metano y monóxido de carbono a la atmósfera, mientras que la actividad biológica tiende a consumir fácilmente monóxido de carbono.

Los investigadores encontraron que los procesos no biológicos no pueden producir fácilmente atmósferas planetarias habitables ricas en metano y dióxido de carbono y con poco o ningún monóxido de carbono.

Esta ilustración resume las fuentes abióticas conocidas de metano en la Tierra, incluida la liberación de gases de los volcanes, las reacciones en entornos como las dorsales oceánicas, los respiraderos hidrotermales y las zonas de subducción, y los impactos de asteroides y cometas. Crédito: Elena Hartley

Un marco para establecer el origen

El estudio enfatiza la necesidad de considerar el contexto planetario completo al evaluar posibles biofirmas. Los investigadores concluyeron que, para un planeta rocoso que orbita una estrella similar al Sol, es más probable que el metano atmosférico se considere una fuerte indicación de vida si la atmósfera también tiene dióxido de carbono, el metano es más abundante que el monóxido de carbono y se pueden descartar composiciones planetarias extremadamente ricas en agua.

Una molécula no te va a dar la respuesta, tienes que tener en cuenta el contexto completo del planeta“, dijo Thompson. “El metano es una pieza del rompecabezas, pero para determinar si hay vida en un planeta hay que considerar su geoquímica, cómo está interactuando con su estrella y los muchos procesos que pueden afectar la atmósfera de un planeta en escalas de tiempo geológicas”.

El estudio considera una variedad de posibilidades de “falsos positivos” y proporciona pautas para evaluar las biofirmas de metano.

“Hay dos cosas que podrían salir mal: podrías malinterpretar algo como una biofirma y obtener un falso positivo, o podrías pasar por alto algo que es una biofirma real”, dijo Krissansen-Totton. “Con este documento, queríamos desarrollar un marco para ayudar a evitar esos dos errores potenciales con el metano”.

Agregó que todavía hay mucho trabajo por hacer para comprender completamente cualquier detección futura de metano. “Este estudio se centra en los falsos positivos más obvios para el metano como biofirma“, dijo. “Las atmósferas de los exoplanetas rocosos probablemente nos sorprenderán, y tendremos que ser cautelosos en nuestras interpretaciones. El trabajo futuro debería tratar de anticipar y cuantificar mecanismos más inusuales para la producción no biológica de metano”.

Vulgarmente, puede resumirse todo lo anterior en que el metano es el principal indicador de la presencia de vida, pero como también puede ser producido por procesos geológicos o astronómicos (impacto de un asteroide, ejemplo), se contemplaron todos los escenarios para dar un marco en donde una observación pueda deducir si el metano detectado es indicio de vida o no lo es.

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