El gas de la risa en el espacio podría significar vida

Los cazadores de exoplanetas deberían buscar N2O

El sistema TRAPPIST-1. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Los científicos de UC Riverside sugieren que falta algo en la lista típica de productos químicos que los astrobiólogos usan para buscar vida en los planetas alrededor de otras estrellas: el gas de la risa. 

Los compuestos químicos en la atmósfera de un planeta que podrían indicar vida, llamados firmas biológicas, generalmente incluyen gases que se encuentran en abundancia en la atmósfera de la Tierra en la actualidad. 

“Se ha pensado mucho en el oxígeno y el metano como firmas biológicas. Menos investigadores han considerado seriamente el óxido nitroso, pero creemos que puede ser un error”, dijo Eddie Schwieterman, Astrobiólogo del Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de la UCR

Esta conclusión, y el trabajo de modelado que condujo a ella, se detallan en un artículo publicado hoy en el ‘Astrophysical Journal’.

Para alcanzarlo, Schwieterman dirigió un equipo de investigadores que determinó la cantidad de óxido nitroso que podrían producir los seres vivos en un planeta similar a la Tierra. Luego hicieron modelos que simulaban ese planeta alrededor de diferentes tipos de estrellas y determinaron cantidades de N2O que podrían ser detectadas por un observatorio como el Telescopio Espacial James Webb.

“En un sistema estelar como TRAPPIST-1, el mejor y más cercano sistema para observar las atmósferas de los planetas rocosos, se podría detectar óxido nitroso a niveles comparables al CO2 o al metano”, dijo Schwieterman. 

El óxido nitroso es un componente de la atmósfera terrestre que proporciona evidencia de vida. 
Crédito:
Equipo científico de NASA/LROC

Hay múltiples formas en que los seres vivos pueden crear óxido nitroso o N2O. Los microorganismos transforman constantemente otros compuestos de nitrógeno en N2O, un proceso metabólico que puede generar energía celular útil.

“La vida genera productos de desecho de nitrógeno que algunos microorganismos convierten en nitratos. En una pecera, estos nitratos se acumulan, por lo que hay que cambiar el agua”, dijo Schwieterman. 

“Sin embargo, bajo las condiciones adecuadas en el océano, ciertas bacterias pueden convertir esos nitratos en N2O”, dijo Schwieterman. “El gas luego se filtra a la atmósfera”.

Bajo ciertas circunstancias, el N2O podría detectarse en una atmósfera y aun así no indicar vida. El equipo de Schwieterman tuvo esto en cuenta en su modelado. Los rayos, por ejemplo, crean una pequeña cantidad de óxido nitroso. Pero junto con el N2O, los rayos también crean dióxido de nitrógeno, lo que ofrecería a los astrobiólogos una pista de que el clima sin vida o los procesos geológicos crearon el gas.

Otros que han considerado el N2O como un gas de firma biológica a menudo concluyen que sería difícil detectarlo desde tan lejos. Schwieterman explicó que esta conclusión se basa en las concentraciones de N2O en la atmósfera de la Tierra en la actualidad. Debido a que no hay mucho en este planeta, que está repleto de vida, algunos creen que también sería difícil de detectar en otros lugares.

El telescopio espacial James Webb pronto podría enviar información sobre las atmósferas de los planetas en el sistema TRAPPIST-1. 
Crédito:
NASA-GSFC/Adriana M. Gutiérrez

“Esta conclusión no tiene en cuenta los períodos de la historia de la Tierra en los que las condiciones del océano habrían permitido una liberación biológica mucho mayor de N2O. Las condiciones en esos períodos podrían reflejar dónde se encuentra hoy un exoplaneta”, dijo Schwieterman. 

Schwieterman agregó que las estrellas comunes como las enanas K y M producen un espectro de luz que es menos efectivo para romper la molécula de N2O que nuestro Sol. Estos dos efectos combinados podrían aumentar en gran medida la cantidad prevista de este gas de firma biológica en un mundo habitado. 

El equipo de investigación incluyó a los astrobiólogos de la UCR Daria Pidhorodetska, Andy Ridgwell y Timothy Lyons, así como a científicos de la Universidad de Purdue, el Instituto de Tecnología de Georgia, la Universidad Americana y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. 

El equipo de investigación cree que ahora es el momento de que los astrobiólogos consideren gases biofirma alternativos como el N2O porque el telescopio James Webb pronto podría enviar información sobre las atmósferas de planetas rocosos similares a la Tierra en el sistema TRAPPIST-1. 

“Queríamos presentar esta idea para mostrar que no está descartado que encontremos este gas de firma biológica, si lo buscamos”, dijo Schwieterman. 

Fuente: Universidad de California, Riverside (UCR)

Artículo original:Laughing gas in space could mean life‘. Jules Bernstein. October 4, 2022.

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