La búsqueda de vida más allá de la Tierra es un motor clave de la astronomía moderna y la ciencia planetaria. Estados Unidos está construyendo múltiples telescopios y sondas planetarias de gran envergadura para avanzar en esta búsqueda. Sin embargo, las señales de vida —llamadas biofirmas— que los científicos puedan encontrar probablemente serán difíciles de interpretar. Determinar dónde buscar exactamente también sigue siendo un desafío.
Soy astrofísico y astrobiólogo con más de 20 años de experiencia en el estudio de planetas extrasolares, es decir, planetas más allá de nuestro sistema solar.
Mis colegas y yo hemos desarrollado un nuevo enfoque (publicado en el servidor de preimpresiones de arXiv) que identificará los planetas o lunas más interesantes para la búsqueda de vida y ayudará a interpretar posibles biofirmas. Lo logramos modelando cómo diferentes organismos podrían adaptarse a diferentes entornos, basándonos en estudios sobre los límites de la vida en la Tierra.
Nuevos telescopios para la búsqueda de vida
Los astrónomos están desarrollando planes y tecnología para telescopios espaciales cada vez más potentes. Por ejemplo, la NASA está trabajando en su propuesto Observatorio de Mundos Habitables, que tomaría imágenes ultranítidas que muestran directamente los planetas que orbitan estrellas cercanas.
Mis colegas y yo estamos desarrollando otro concepto, la constelación de telescopios espaciales Nautilus, diseñada para estudiar cientos de planetas potencialmente similares a la Tierra a medida que pasan frente a sus estrellas anfitrionas.
Estos y otros telescopios futuros buscan proporcionar estudios más precisos de más mundos extraterrestres. Su desarrollo plantea dos preguntas importantes: «¿Dónde buscar?» y «¿Son realmente habitables los entornos donde creemos ver signos de vida?».
Las afirmaciones, muy controvertidas, de posibles signos de vida en el exoplaneta K2-18b, anunciadas en abril de 2025, y afirmaciones similares previas en Venus, demuestran lo difícil que es identificar de forma concluyente la presencia de vida a partir de datos de teledetección.
¿Cuándo es habitable un mundo extraterrestre?
Oxford Languages define «habitable» como «apto o suficientemente bueno para vivir». Pero ¿cómo saben los científicos qué es «suficientemente bueno para vivir» para los organismos extraterrestres? ¿Podrían los microbios alienígenas retozar en lagos de ácido hirviendo o metano líquido gélido, o flotar en gotitas de agua en la atmósfera superior de Venus?
Para simplificar, el mantra de la NASA ha sido «seguir el agua». Esto tiene sentido: el agua es esencial para toda la vida terrestre que conocemos. Un planeta con agua líquida también tendría un ambiente templado. No sería tan frío como para ralentizar las reacciones químicas, ni tan caliente como para destruir las moléculas complejas necesarias para la vida.
Sin embargo, con el rápido crecimiento de la capacidad de los astrónomos para caracterizar mundos extraterrestres, los astrobiólogos necesitan un enfoque más cuantitativo y matizado que la clasificación de con o sin agua.
Un esfuerzo comunitario
Como parte del proyecto Alien Earths, financiado por la NASA y que dirijo, el astrobiólogo Rory Barnes y yo trabajamos en este problema con un grupo de expertos (astrobiólogos, científicos planetarios, expertos en exoplanetas, ecólogos, biólogos y químicos) provenientes de la red más grande de investigadores de exoplanetas y astrobiología, el Nexo para la Ciencia de Sistemas Exoplanetarios de la NASA (NExSS).
Más de cien colegas nos aportaron ideas, y dos preguntas surgieron con frecuencia:
Primero, ¿cómo sabemos qué necesita la vida si no comprendemos toda la gama de vida extraterrestre? Los científicos saben mucho sobre la vida en la Tierra, pero la mayoría de los astrobiólogos coinciden en que son posibles tipos de vida más exóticos, quizás basados en diferentes combinaciones de elementos químicos y disolventes. ¿Cómo determinamos qué condiciones podrían requerir esos otros tipos de vida?
Segundo, el enfoque debe funcionar con datos incompletos. Los posibles sitios para la vida fuera de la Tierra («hábitats extrasolares») son muy difíciles de estudiar directamente y, a menudo, imposibles de visitar y muestrear.
Por ejemplo, el subsuelo marciano permanece prácticamente fuera de nuestro alcance. Lugares como los océanos subsuperficiales de Europa, la luna de Júpiter, Encélado, la luna de Saturno, y todos los planetas extrasolares siguen siendo prácticamente inaccesibles. Los científicos los estudian indirectamente, a menudo solo mediante observaciones remotas. Estas mediciones no pueden revelar tanta información como las muestras reales.
Para colmo, las mediciones suelen presentar incertidumbres. Por ejemplo, podríamos tener solo un 88 % de certeza de que hay vapor de agua en la atmósfera de un exoplaneta. Nuestro marco debe ser capaz de trabajar con pequeñas cantidades de datos y gestionar incertidumbres. Además, debemos aceptar que las respuestas a menudo no serán tan precisas.
Un nuevo enfoque para la habitabilidad
El nuevo enfoque, denominado marco cuantitativo de habitabilidad, presenta dos características distintivas:
En primer lugar, dejamos de intentar responder a la vaga pregunta de si es «habitable para la vida» y la reducimos a una pregunta más específica y práctica: ¿Permitirían las condiciones del hábitat, tal como las conocemos, la supervivencia de una especie o ecosistema específico (conocido o aún desconocido)?
Incluso en la Tierra, los organismos requieren diferentes condiciones para sobrevivir; no hay camellos en la Antártida. Al hablar de organismos específicos, facilitamos la respuesta a la pregunta.
En segundo lugar, el marco cuantitativo de habitabilidad no insiste en respuestas definitivas. Compara modelos informáticos para calcular una respuesta probabilística. En lugar de asumir que el agua líquida es un factor limitante clave, comparamos nuestra comprensión de las condiciones que requiere un organismo (el «modelo del organismo») con nuestra comprensión de las condiciones presentes en el entorno (el «modelo del hábitat»).
Ambos presentan incertidumbres. Nuestra comprensión de cada uno puede ser incompleta. Sin embargo, podemos manejar las incertidumbres matemáticamente. Al comparar ambos modelos, podemos determinar la probabilidad de que un organismo y un hábitat sean compatibles.
A modo de ejemplo simple, nuestro modelo de hábitat para la Antártida podría indicar que las temperaturas suelen estar por debajo del punto de congelación. Y nuestro modelo de organismo para un camello podría indicar que no sobrevive mucho tiempo a bajas temperaturas. Como era de esperar, predeciríamos correctamente una probabilidad casi nula de que la Antártida sea un buen hábitat para los camellos.
Nos divertimos muchísimo trabajando en este proyecto. Para estudiar los límites de la vida, recopilamos datos bibliográficos sobre organismos extremos, desde insectos que viven en el Himalaya a grandes altitudes y bajas temperaturas hasta microorganismos que proliferan en fuentes hidrotermales en el fondo del océano y se alimentan de energía química.
Exploramos, mediante nuestros modelos, si podrían sobrevivir en el subsuelo marciano o en los océanos de Europa. También investigamos si las bacterias marinas que producen oxígeno en los océanos terrestres podrían sobrevivir en planetas extrasolares conocidos.
Aunque exhaustivo y detallado, este enfoque introduce importantes simplificaciones. Por ejemplo, aún no modela cómo la vida podría moldear el planeta ni considera la gama completa de nutrientes que los organismos podrían necesitar. Estas simplificaciones son intencionadas.
En la mayoría de los entornos que estudiamos actualmente, sabemos muy poco sobre las condiciones como para intentar este tipo de modelos de forma significativa, excepto en algunos cuerpos del sistema solar, como Encélado, en Saturno.
El marco cuantitativo de habitabilidad permite a mi equipo responder a preguntas como si los astrobiólogos podrían estar interesados en una ubicación del subsuelo de Marte, dados los datos disponibles, o si los astrónomos deberían dirigir sus telescopios al planeta A o al planeta B en su búsqueda de vida. Nuestro marco está disponible como un modelo informático de código abierto, que los astrobiólogos pueden utilizar y desarrollar fácilmente para contribuir a proyectos actuales y futuros.
Si los científicos detectan una posible señal de vida, este enfoque puede ayudar a evaluar si el entorno donde se detecta realmente puede sustentar el tipo de vida que da lugar a dicha señal.
Nuestros próximos pasos serán crear una base de datos de organismos terrestres que viven en entornos extremos y representan los límites de la vida. A estos datos, también podemos añadir modelos para la hipotética vida extraterrestre. Al integrarlos en el marco cuantitativo de habitabilidad, podremos elaborar escenarios, interpretar nuevos datos procedentes de otros mundos y guiar la búsqueda de señales de vida más allá de la Tierra, en nuestro sistema solar y más allá.
Con información de arXiv
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