A la pregunta de si estamos solos en el universo, Ken Nealson, catedrático de Geobiología de la Universidad del Sur de California (EE UU) y astrobiólogo de la NASA, lo tiene claro. Si ciertas bacterias son capaces de sobrevivir a las condiciones más extremas de la Tierra, incluso sin oxígeno, es más que probable encontrarlas en otros planetas. Pero hasta que se descubran, los científicos como Nealson deben averiguar todo lo que estos microorganismos nos deparan aún en la Tierra.

Ken Nealson en su visita a Madrid. Imagen: SINC.

Los humanos solo comemos una cosa, carbono orgánico; y solo respiramos otra, oxígeno. Así funciona la vida, “o eso creemos”, asegura Ken Nealson. “Sin embargo las bacterias comen todo tipo de materia (compuestos inorgánicos como el sulfuro, hidrógeno, amonio, entre otros), en realidad cualquier cosa de la que obtienen electrones, y pueden interactuar con cualquier elemento químico que aparece en la tabla periódica”, subraya el microbiólogo.

En cuanto a lo que respiran, no es solo oxígeno, sino también CO₂, sulfito, nitrato y otras sustancias. Incluso son capaces de aprovecharse de una roca sólida como sustituto del oxígeno, es decir ‘respirar rocas’, como dicen coloquialmente los científicos al hablar del transporte extracelular de electrones descubierto hace dos décadas y que sigue sin aparecer en los libros de texto.

“Años más tarde descubrimos que al quitar la roca del experimento y añadir electrodos, lo único que ‘respiran’ estas mismas bacterias son los electrodos. Forman una capa a su alrededor y le proporcionan electrones, y por tanto energía”, detalla Nealson. Como estos microorganismos pueden comer cualquier cosa, los científicos probaron con residuos humanos e industriales para producir electricidad. Y lo consiguieron.

Bacterias que purifican el agua

“Parece muy bonito para ser cierto, pero lo es, aunque no va a solucionar la crisis energética”, advierte el experto estadounidense, quien añade que no solo se puede crear electricidad sino también purificar el agua y eliminar los contaminantes sin ningún soporte electrónico. El equipo de Nealson está intentando diseñar esta tecnología barata y ecológica en aldeas africanas donde la gente podría traer sus residuos cada día y obtener agua limpia a cambio.

Según el investigador, “en los próximos 5 o 10 años, veremos la primera aplicación legítima a este proceso”, porque hay unas 15 empresas de todo el mundo que ya están intentando aplicarlo. “Es una buena tecnología verde que solo usa materiales biológicos como fuente, trabaja muy rápido y produce bastante energía”.

Sin embargo, aún es necesario abaratarla si lo que se pretende es abastecer a todo un poblado de países empobrecidos. “Hay una parte muy barata, la del electrodo que no cuesta casi nada y las bacterias que son gratuitas (puedes cultivar cuantas necesites), pero la otra parte requiere platino en el electrodo, que es lo que cataliza el oxígeno convertido en agua”, indica el investigador.

En el laboratorio de Nealson han obtenido recientemente esta misma reacción de electrones y oxígeno utilizando bacterias que se pueden poner en un cátodo (electrodo negativo del que parten los electrones) para eliminar el platino, lo que para el microbiólogo es “una gran victoria”. Pero aún hay más, Nealson asegura que se podría conseguir todo un proceso bacteriológico con células solares, es decir, las bacterias se podrían alimentar de luz solar, y para ello no quedan más de 10 o 15 años. “Valdrá la pena esperar”.

Hasta entonces, la microbiología deberá intentar descubrir lo que oculta el microscopio. Por ahora, gracias a mejores métodos moleculares para ver a las bacterias, los científicos han descubierto que “solo somos capaces de cultivar cerca del 0,1% de todas las bacterias que vemos en el microscopio”, afirma el experto. Pero la pregunta que se hacen los microbiólogos es “¿qué hacen realmente las otras bacterias que no podemos cultivar?”

“Es completamente desconocido. Al mirar sus cromosomas se podría averiguar cómo actúan pero todavía no se ha probado; y no se puede demostrar si no se pueden cultivar”, testifica Nealson.

Microorganismos extraterrestres

De los microorganismos que ya se conocen, lo que más sorprende a este microbiólogo que se niega a jubilarse aún es lo resistentes que son. Cuando Nealson empezó a estudiar microbiología, no podía imaginarse que las bacterias sobrevivirían a más de 100 ºC. No obstante, en los años ’70, se descubrió que había bacterias que vivían en los géiseres del Parque Nacional de Yellowstone (EE UU).

La vida microbiana se ha adaptado a la salinidad, a la temperatura, al pH, a la aridez, a la radiación, y a la presión. Durante años se pensó que uno de los lugares más desérticos de la Tierra –el desierto de Atacama en Chile– era estéril, pero al mirar en el interior de las rocas se observó todo tipo de vida. Río Tinto en Huelva es otro de los lugares “más fascinantes de la Tierra”, para Nealson. “Muchos de estos entornos extremos te hacen pensar de forma diferente sobre la posibilidad de encontrar vida en otros planetas, y Río Tinto en Huelva es uno de ellos”, apunta.

Desde que empezó a conocer la habilidad de las bacterias, el interés de Nealson por hallar vida microbiana fuera de la Tierra creció. Las misiones del telescopio espacial Hubble han sido determinantes. En los últimos 10 años, sus datos han demostrado que existen millones de planetas que se parecen a la Tierra. “Pero estos planetas están a muchos años luz de nosotros. Incluso si obtienes una señal de alguno de ellos (una que se pudo generar hace 100 años), llevará 1.000 años llegar allí a la velocidad a la que viajamos ahora. Es fascinante pero frustrante a la vez”, manifiesta el experto, que lo tiene claro: “Es 100% seguro que hay vida ahí fuera”.

El problema es cómo encontrarla. “Cuando una misión de la NASA planea ir a Júpiter o Saturno –al que se tarda ocho años en llegar–, o incluso más lejos, a Neptuno, el tiempo de ir y volver, has perdido un tercio de tu carrera, y a lo mejor fracasa”.

Vida en el sistema solar

Sin salir del sistema solar, desde el punto de vista de un microbiólogo, hay diferentes lugares en los que algunos organismos que habitan la Tierra podrían sobrevivir. Por ejemplo las lunas de Júpiter: Europa, Calisto y Ganímedes. “No sabemos exactamente lo grueso que es el hielo ni cómo es el agua debajo, pero seguro que en cada una de estas lunas hay más agua de la que tenemos en la Tierra”, señala Nealson. El agua líquida es esencial para vida como la nuestra pero “lo que es esencial es el líquido”.

Otro lugar donde buscar es una luna de Saturno, Encélado, que rodea uno de los anillos del planeta. “Siempre ha tenido agua congelada”. Titán, otra de las lunas de Saturno, “no tendría vida como la conocemos porque hace demasiado frío”, pero tiene metano y etano líquidos. “Supongo que hay diferente tipo de vida allí”, insiste el investigador que asegura que esta vida sería “tan rara” que “ninguna de las reglas de química con las que hemos crecido tendría entonces sentido”.

“Si no piensas en cosas como estas te vuelves muy geocéntrico sobre la búsqueda de vida y te perderías cosas muy interesantes. Sea el tipo de vida que sea, va a necesitar energía y deberíamos ser capaces de ver los lugares donde la energía es consumida”.

Hasta que se descubran los primeros indicios de vida extraterrestre, hay mucho trabajo por hacer en la Tierra, porque “aún se desconoce el potencial de la Microbiología y es una oportunidad mayor de lo que uno imagina”. Uno de los ejemplos que da Nealson es la corrosión (de buques, cañerías, etc.) en EE UU, que supone un gasto de más de 200.000 millones dólares al año. La inversión en el estudio de los microbios que provocan la corrosión “sería un avance”. Solo con reducir un 2% el ritmo de la corrosión, se recuperarían 400 millones dólares al año.”Ahora toca convencer para obtener financiación”, afirma el investigador.

Y para convencer basta con recordar que el 99,9% de las bacterias son nuestras amigas. Muy pocas son realmente dañinas. “El planeta y el cuerpo humano funcionan gracias a las bacterias buenas. Lo único es que todavía no hemos aprendido esta lección”, concluye Nealson.

Ken Nealson ha asistido recientemente en Madrid a las Jornadas Ciencia y Sociedad 2012 “¿Somos únicos?” organizado por la Fundación Banco Santander.
Artículo publicado en Servicio de Información y Noticias Científicas (SINC), su autora es Adeline Marcos.

Modelo del interior de Europa. La luna se cree que tiene un núcleo metálico rodeado de un interior rocoso, y luego un océano global en su parte superior rodeado por una capa de hielo. Crédito: NASA

Artículo publicado por Charles Q. Choi el 1 de marzo de 2012 en SPACE.com

El océano que se encuentra bajo la corteza helada de Europa, la luna de Júpiter, podría ser demasiado ácido para dar soporte a la vida, debido los compuestos que pueden migrar regularmente hacia abajo desde la superficie, dicen los investigadores.

Los científicos creen que Europa, que tiene aproximadamente el tamaño de la luna terrestre, posee un océano a aproximadamente 160 kilómetros de profundidad. Este océano está cubierto por una corteza helada de grosor desconocido, aunque algunas estimaciones indican que podría tener apenas unos kilómetros de espesor.

Dado que virtualmente hay vida en la Tierra allí donde hay agua líquida, durante muchos años los científicos han barajado la idea de que esta luna joviana podría dar soporte a extraterrestres. Recientes hallazgos incluso sugieren que su océano podría estar repleto de oxígeno, suficiente para dar soporte a millones de toneladas de vida marina del tipo que tenemos en la Tierra.

Los investigadores han propuesto misiones para penetrar en la capa exterior de Europa y  buscar vida en sus océanos, aunque otros han sugerido que Europa podría albergar fósiles de vida marina justo en la superficie, fáciles de encontrar para los buscadores dado que el agua, aparentemente, se ve regularmente empujada desde abajo.

Sin embargo, los compuestos químicos encontrados en la superficie de Europa podrían complicar cualquier posibilidad de que la vida evolucionase allí, según hallaron los científicos. El nivel resultante de acidez en sus océanos “probablemente no es amigable para la vida – termina complicando cosas como el desarrollo de membranas, y podría ser difícil construir polímeros orgánicos a gran escala”, dice Matthew Pasek, astrobiólogo de la Universidad del Sur de Florida.

Compuestos químicos destructivos

Los compuestos en cuestión son oxidantes, los cuales son capaces de recibir electrones de otros compuestos. Normalmente son raros en el Sistema Solar debido a la abundancia de los compuestos químicos conocidos como reductores, tales como el hidrógeno y el carbono, que reaccionan rápidamente con los oxidantes para formar óxidos como el agua y el dióxido de carbono.

Europa resulta ser rica en potentes oxidantes tales como el oxígeno y el peróxido de hidrógeno, que se crean mediante la irradiación de su corteza helada por medio de partículas de alta energía procedentes de Júpiter.

Los oxidantes en la superficie de Europa probablemente son transportados hacia abajo en cantidades potencialmente sustanciales mediante el mismo movimiento que provoca que el agua suba desde abajo. Los oxidantes podrían ser de gran uso para cualquier tipo de vida en los océanos de Europa – por ejemplo, el oxígeno fue clave en la evolución de la vida compleja en la Tierra.

Sin embargo, los oxidantes procedentes de la superficie de Europa podrían reaccionar con sulfuros y otros compuestos oceánicos antes de que la vida pudiese aprovecharlos, generando ácido sulfúrico y otros ácidos, dicen los investigadores. Si esto ha tenido lugar durante la mitad del tiempo de vida de Europa, no sólo tal proceso habría robado los oxidantes del océano que dan soporte a la vida, sino que se haría relativamente corrosivo, con un pH de aproximadamente 2.6 — “más o menos igual que un refresco medio”, dice Pasek.

Este nivel de acidez sería un desafío significativo para la vida, a menos que los organismos consumieran o secuestraran los oxidantes lo bastante rápido como para aminorar la acidificación, comentan los investigadores. El ecosistema tendría que evolucionar rápidamente para afrontar esta crisis, desarrollando los metabolismos del oxígeno y la tolerancia a ácidos en sólo unos 50 millones de años, para poder manejar la acidificación.

¿Extremófilos en Europa?

Cualquier ecosistema que sobreviva en el océano de Europa podría ser análogo a la comunidad microbiana encontrada en las zonas ácidas mineras de la Tierra, como las de Río Tinto en España. Los microbios predominantes encontrados allí son “acidófilos” que dependen del hierro y los sulfuros como fuentes de energía metabólica.

“Los microbios han encontrado formas de combatir la acidez del entorno”, dice Pasek. “Si la vida hizo lo mismo en Europa, Ganímedes o incluso en Marte, podrían haber sido muy aventajados”.

Otros han cuestionado si el rocoso lecho marino de Europa podría neutralizar los efectos de esta acidez. Pasek no cree que sea probable – incluso si tales minerales estuviesen presentes, probablemente no hay expuestos los suficientes para reducir tanto la acidez, comenta.

Los materiales basados en calcio de los que están hechos los huesos y conchas de la Tierra podrían disolverse con bastante rapidez en un entorno tan ácido. No obstante, “una de las posibilidades más interesantes es que, en lugar de ésto, podrían haber usado fosfatos azules como material para los huesos de grandes organismos”, dice Pasek. “Si tienes fosfatos de hierro, creas un bonito mineral azul conocido como vivianita”.

Pasek y el coautor Richard Greenberg detallan sus hallazgos en el ejemplar del 27 de enero de la revista Astrobiology.

Artículo traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en SPACE.com, su autor es Charles Q. Choi.

Observando la Luna con el Very Large Telescope (VLT) de ESO, los astrónomos han encontrado evidencia de vida en el Universo — concretamente en la Tierra. Encontrar vida en nuestro planeta puede parecer una observación trivial, pero el nuevo enfoque de un equipo internacional puede llevar a futuros descubrimientos de vida en otros lugares del Universo. El trabajo se describe en un artículo que aparecerá en el número de la revista Nature del 1 de marzo de 2012.

Luna creciente y el brillo dela Tierra desde el Observatorio Paranal de ESO. Crédito: SO/B. Tafreshi/TWAN (twanight.org)

“Utilizamos un truco llamado observación earthshine (en inglés, brillo de la Tierra) para mirar la Tierra como si fuera un exoplaneta,” afirma Michael Sterzik (ESO), autor principal del artículo [1]. “El Sol brilla sobre la Tierra y esa luz se refleja de nuevo sobre la superficie de la Luna. La superficie lunar actúa como un enorme espejo y refleja la luz de la Tierra de vuelta hacia nosotros — y eso es lo que hemos observado con el VLT.”

Los astrónomos analizan la débil luz reflejada por la Tierra buscando indicadores, como ciertas combinaciones de gases en la atmósfera de la Tierra [2], los delatores de la presencia de vida orgánica. Este método hace de la Tierra un punto de referencia para la futura búsqueda de vida en planetas más allá del Sistema Solar.

Las huellas de vida, o biomarcadores, son difíciles de encontrar con métodos convencionales, pero el equipo ha sido pionero al aplicar un nuevo enfoque más sensible. En lugar de limitarse a observar cuán brillante es la luz reflejada en diferentes colores, también observan la polarización de la luz [3], una técnica denominada espectropolarimetría. Aplicando esta técnica al brillo de la Tierra observado con el VLT, pueden verse con claridad los biomarcadores en la luz reflejada desde la Tierra.

Stefano Bagnulo (Observatorio de Armagh, Irlanda del Norte, Reino Unido), co-autor de este estudio, explica las ventajas: “La luz de un exoplaneta distante es difícil de ver debido al brillo de la estrella anfitriona, con lo cual es muy difícil analizarla — casi tan complicado como intentar estudiar un grano de polvo junto una potente bombilla. Pero la luz reflejada por un planeta se polariza, mientras que la de la estrella no. Por tanto las técnicas polarimétricas nos ayudan a capturar la débil luz reflejada de un exoplaneta  proveniente de su deslumbrante estrella.”

El equipo estudió tanto el color como el grado de polarización de la luz de la Tierra tras ser reflejada por la Luna, como si la luz viniera de un exoplaneta. Consiguieron deducir que la atmósfera de la Tierra es parcialmente nubosa, que parte de su superficie está cubierta de océanos, y que — y esto resulta crucial — hay vegetación. Pudieron incluso detectar cambios en la cobertura de nubes y en la cantidad de vegetación en diferentes momentos, dado que la luz reflejada por la Luna provenía de diferentes partes de la Tierra.

“Encontrar vida fuera del Sistema Solar depende de dos cosas: en primer lugar, de que esa vida exista y, en segundo, de que contemos con la suficiente capacidad técnica para detectarla” añade el co-autor Enric Palle (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, España). “Este trabajo es un paso adelante en el camino para alcanzar esas capacidades.”

“La Espectropolarimetría puede, en última instancia, decirnos si la vida vegetal más simple — basada en procesos de fotosíntesis — ha emergido en algún otro lugar del Universo,” concluye Sterzik. “Pero, por supuesto, no estamos buscando pequeños seres verdes ni evidencias de vida inteligente”.

La próxima generación de telescopios, como el E-ELT (European Extremely Large Telescope), podría ser capaz de darnos la extraordinaria noticia de que la Tierra no está sola como portadora de vida en el vasto Universo.

Notas

[1] El brillo de la Tierra o earthshine, puede verse fácilmente a simple vista y resulta espectacular a través de unos prismáticos. Puede verse mejor cuando la Luna está en su fase fina creciente, unos tres días antes o después de la Luna Nueva. Al igual que su brillante fase creciente, el resto del disco lunar es visible, sutilmente iluminado por el brillo de la Tierra en el cielo lunar.

[2] En la atmósfera de la Tierra, los principales gases biológicos que se producen son el oxígeno, el ozono, el metano y el dióxido de carbono. Pero estos gases pueden producirse de manera natural en la atmósfera de un planeta sin la presencia de vida. Lo que constituye un biomarcador es la presencia simultánea de esos gases en cantidades que solo son compatibles con la presencia de vida. Si súbitamente la vida desapareciera y no se continuasen creando esos gases, estos reaccionarían y se recombinarían. Algunos desaparecerían rápidamente y los biomarcadores característicos desaparecerían con ellos.

[3] Cuando la luz se polariza, sus campos magnético y eléctrico tienen una orientación específica. En la luz no polarizada la orientación de los campos es aleatoria y no tiene una dirección determinada. El truco utilizado en algunos cines 3D implica el uso de luz polarizada: las gafas filtran la luz polarizada que se envía a nuestros ojos izquierdo y derecho, recibiendo imágenes separadas realizadas con diferente luz polarizada. El equipo midió la polarización utilizando un modo especial del instrumento FORS2 en el VLT.

Información adicional

Esta investigación fue presentada en un artículo, “Biosignatures as revealed by spectropolarimetry of Earthshine (Biomarcadores revelados por espectropolarimetría del brillo de la Tierra)”, por M. Sterzik et al. y aparecerá en la revista Nature del 1 de marzo de 2012.

El equipo está compuesto por Michael F. Sterzik (ESO, Chile), Stefano Bagnulo (Observatorio de Armagh, Irlanda del Norte, Reino Unido) y Enric Palle (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, España).

Enlaces

• Artículo en la revista Nature
• Fotos del VLT

Nota de prensa publicada en el portal del Observatorio Europeo Austral (ESO).

Planeta nómada © Greg Stewart / SLAC National Accelerator Laboratory

Artículo publicado por Andy Freeberg el 23 de febrero de 2012 en la Universidad de Stanford

Los planetas nómadas no orbitan estrellas, pero pueden transportar vida bacteriana, dicen los investigadores del Instituto Kavli.

Nuestra galaxia puede estar inundada de planetas sin hogar, vagando por el espacio en lugar de orbitando una estrella.

De hecho, puede haber más de 100 000 veces más “planetas nómadas” que estrellas en la Vía Láctea, de acuerdo con un nuevo estudio realizado por investigadores del Instituto Kavli para Astrofísica y Cosmología (KIPAC), un instituto conjunto de la Universidad de Stanford y el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC.

Si las observaciones confirman la estimación, esta nueva clase de objeto celeste afectará a las actuales teorías de formación planetaria, y podría cambiar nuestra comprensión del origen y abundancia de vida.

“Si alguno de estos planetas nómadas son lo bastante grandes como para tener una atmósfera gruesa, podrían haber atrapado suficiente calor para que existiesen bacterias”, dice Louis Strigari, líder del equipo que informó de los resultados en un artículo enviado a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Aunque los planetas nómadas no se deleitan con el calor de una estrella, pueden generar calor a través de la desintegración radiactiva interna y la actividad tectónica.

Las búsquedas a lo largo de las dos últimas décadas han identificado más de 500 planetas fuera de nuestro sistema solar, casi todos orbitando estrellas. El año pasado, los investigadores detectaron aproximadamente una docena de planetas nómadas, usando una técnica conocida como microlente gravitatoria, que busca estrellas cuya luz se ve momentáneamente refocalizada por la gravedad de los planetas en tránsito.

La investigación generó pruebas de que había aproximadamente dos nómadas por cada estrella común, conocida como de secuencia principal, en nuestra galaxia. El nuevo estudio estima que los nómadas pueden ser hasta 50 000 veces más comunes que éso.

Para llegar a lo que el propio Strigari llama “número astronómico”, el equipo del KIPAC tuvo en cuenta el conocido tirón gravitatorio de la Vía Láctea, la cantidad de materia disponible para crear tales objetos y cómo esta materia podría repartirse en objetos que varían desde el tamaño de Plutón a mayores que Júpiter. No es una tarea fácil, considerando que nadie está seguro de cómo se forman estos cuerpos. De acuerdo con Strigari, algunos probablemente fueron eyectados de los sistemas solares, pero la investigación indica que no todos podrían haberse formando de esta manera.

“Parafraseando a Dorothy en El Mago de Oz, de ser correcta, esta extrapolación implica que ya no estamos en Kansas, y de hecho nunca estuvimos en Kansas”, dice Alan Boss de la Institución Carnegie para la Ciencia, autor de The Crowded Universe: The Search for Living Planets, quien no estuvo implicado en el estudio. “El universo está repleto de objetos de masa planetaria que no hemos visto, y que ahora somos capaces de detectar”.

Un buen recuento, especialmente de los objetos menores, tendrá que esperar hasta la próxima generación de grandes telescopios de investigación, especialmente el Wide-Field Infrared Survey Telescope en el espacio, y el Large Synoptic Survey Telescope en tierra, ambos con fecha prevista de inicio de operaciones para la década de 2020.

Una confirmación de la estimación podría dar crédito a otra posibilidad mencionada en el artículo – que cuando los planetas nómadas deambulan por sus estrellados pastos, las colisiones podrían dispersar su rebaño microbiano para sembrar la vida en otras partes.

“Pocas áreas de la ciencia han excitado tanto el interés popular y profesional en los últimos tiempos como el predominio de la vida en el universo”, dice el coautor y director de KIPAC Roger Blanford. “Lo maravilloso es que ahora podemos empezar a abordar esta cuestión de manera cuantitativa buscando más de estos antiguos planetas y asteroides que vagan por el espacio interestelar, y especular sobre microbios autoestopistas”.

Otros autores incluyen al miembro de KIPAC Matteo Barnabè y el miembro afiliado a KIPAC Philip Marshall de la Universidad de Oxford. La investigación fue patrocinada por NASA, la Fundación Nacional de Ciencia y la Real Sociedad Astronómica.

Artículo traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en la Universidad de Stanford, su autor es Andy Freeberg.

Un equipo internacional en el que ha participado el IAC descubre que las composiciones químicas de los planetas tipo terrestre pueden ser muy distintas a la de la Tierra.

En el trabajo se ha estudiado el sistema planetario gobernado por la estrella 55Cnc, en el que el planeta análogo a la Tierra, su gemelo, presenta una composición química muy distinta. //NASA

Poder determinar las abundancias químicas en la formación de sistemas planetarios constituye la clave para identificar los planetas con alguna posibilidad de que exista vida

Cada vez que se hace público el descubrimiento de algún planeta extrasolar similar a la Tierra, vuelve a aparecer la expectativa de la posibilidad de vida extraterrestre. Sin embargo, estos gemelos de la Tierra no siempre son tan parecidos al planeta azul. Un equipo internacional con participación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha descubierto que la estructura química de los planetas de tipo terrestre puede ser muy diferente de la composición básica de la Tierra, lo que tendría un gran impacto en la existencia y la formación de las biosferas.

Es decir, según el trabajo que acaba de publicar la revista The AstrophysicalJournal Letters en su versión digital y cuya edición impresa aparecerá el próximo 1 de marzo, no todos los planetas semejantes a la Tierra presentan las condiciones necesarias para que exista vida en ellos.

El investigador del IAC que dirige el proyecto, Garik Israelian, explica: “Probablemente hay miles de millones de planetas como la Tierra en el universo, pero una gran mayoría de ellos podrían tener una estructura interna y atmosférica completamente distintas. La formación de planetas en entornos químicos no solares, muy comunes en el universo, puede dar lugar a la formación de mundos extraños, ¡muy diferentes de la Tierra!”.

Estudiar las abundancias químicas en la fotosfera de las estrellas [superficie luminosa que las delimita, de la que viene la luz que vemos y de donde emana su radiación] constituye la clave para entender cómo y cuáles de las nubes protoplanetarias forman planetas o no. Estos estudios también sirven para investigar la composición y estructura tanto interna como atmosférica de los planetas extrasolares. Son importantes a su vez para elaborar modelos de formación y evolución planetaria.

Los elementos fundamentales para que aparezcan moléculas orgánicas y vida en un planeta son el carbono, el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno. Para la formación de un planeta como la Tierra también sería necesario contar con hierro, silicio y magnesio, además de azufre, calcio, etc. Por último, no hay que olvidar que para la generación de calor en el interior de la tierra son muy importantes los elementos radiactivos, como el uranio 235 y 238, el torio 232 y el potasio 40. Los elementos radiactivos son los más inestables de la tabla periódica y al desintegrarse producen calor.

Existen estudios teóricos que sugieren que las proporciones de carbono/oxígeno y magnesio/silicio son las más importantes para determinar la mineralogía de los planetas de tipo terrestre, dado que suministran una información valiosa sobre la composición de estos planetas. En este campo de investigación extremadamente joven, con muy pocos trabajos publicados, el equipo de Jade Carter-Bond, del Planetary Science Institute, realizó en 2010 las primeras simulaciones numéricas de formación de planetas que tenían en cuenta la composición química de la nube protoplanetaria.

Sistemas diferentes al del Sol

Desde el IAC, donde se proporcionan datos observacionales y se discuten los resultados de los modelos teóricos, el equipo encabezado por la investigadora Elisa Delgado Mena, del Centro de Astrofísica de la Universidad de Oporto, desarrolló el primer estudio uniforme detallado de las abundancias de carbono, oxígeno, magnesio y silicio en 61 estrellas con planetas y 270 estrellas sin planetas. En este trabajo se encontraron cocientes mineralógicos muy diferentes a los del Sol mostrando que hay una gran variedad de sistemas planetarios que no son similares a nuestro Sistema Solar. Muchas de las estrellas con planetas presentaban un valor de magnesio/silicio menor que 1, por lo que sus planetas tendrán un gran contenido extra de silicio.

“La cantidad de elementos radiactivos y algunos refractarios, especialmente el silicio, puede tener graves implicaciones para ciertos procesos planetarios como la tectónica de placas o la actividad volcánica”, señala Israelian. El magma rico en silicio es más viscoso, lo que haría las erupciones volcánicas más explosivas.

Las últimas simulaciones numéricas han mostrado una gran diversidad en las composiciones básicas de los planetas de tipo terrestre que podrían existir en los sistemas planetarios estudiados. Los planetas simulados en sistemas con un cociente magnesio/silicio menor que 1 resultaron ser deficientes en magnesio en comparación con la Tierra, con silicatos como piroxeno y varios feldespatos. Las abundancias de carbono de los planetas simulados también varían en concordancia con el valor de carbono/oxígeno de sus estrellas progenitoras.

Planetas donde no puede haber vida

Para Delgado Mena, “a la hora de buscar planetas habitables, sería muy útil un estudio previo de las abundancias químicas de los sistemas planetarios, ya que podríamos descartar ciertos tipos de planetas en los que la formación de vida sería muy improbable, como aquellos ricos en carbono, dominados por especies como dominados por especies como el grafito o los carburos de silicio o de titanio”. Los compuestos ricos en carbono son muy refractarios, lo que significa que solidifican a muy alta temperatura. Cuando el disco gaseoso protoplanetario alrededor de una estrella se está enfriando, estos elementos son los primeros en solidificar muy cerca de la estrella, donde es muy improbable que exista agua en forma de hielo (uno de los indicios de la vida), aunque no se puede descartar la adición de agua mediante cometas en fases más tardías.

Gracias a las simulaciones de sistemas planetarios, también se ha visto que los planetas más interiores, situados hasta una distancia de 0,5 unidades astronómicas (UA) de su estrella, [una unidad astronómica es aproximadamente igual a la distancia media entre la Tierra y el Sol] contienen una cantidad significativa de los elementos refractarios aluminio y calcio: un 47% de la masa planetaria. En cambio, los planetas que se forman más allá de 5 UA disminuyen progresivamente su cantidad de aluminio y calcio según se va incrementando la distancia.

Todos los planetas gemelos a la Tierra considerados en este trabajo tienen composiciones dominadas por el oxígeno, el hierro, el magnesio y el silicio, con la mayoría de estos elementos depositados en forma de silicatos o metales, como el hierro.

Otro de los miembros del equipo, el astrofísico del IAC Jonay González Hernández resume la labor del grupo en la actualidad: “Estamos trabajando para disminuir los errores en la determinación de abundancias y hacer que los resultados de los modelos teóricos y las simulaciones numéricas sean más fiables, pero todavía queda mucho trabajo por hacer”.

Para más información y entrevistas:

Garik Israelian. Instituto de Astrofísica de Canarias. (gil@iac.es) / 922 605258

Junto a los investigadores del IAC Garik Israelian, Elisa Delgado Mena (actualmente en Centro de Astrofísica de la Universidad de Oporto) y Jonay I. González Hernández, el equipo está compuesto por los investigadores del Planetary Science Institute Jade Carter-Bond y David O’Brien, en Tucson, Arizona (EEUU), y Nuno C. Santos, de la Universidad de Porto (Portugal).

Referencia del artículo: Carter-Bond, Jade C., O’Brien, David P., Delgado Mena, Elisa, Israelian, Garik; Santos, Nuno C., & González Hernández, Jonay I . /Low Mg/Si Planetary Host Stars and Their Mg-depleted Terrestrial Planets./*The Astrophysical Journal Letters*, 747, L2, 2012

Sitio web del proyecto: http://www.iac.es/proyecto/abuntest/

Nota de prensa publicada en la web del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC).

Bajo el suelo de Río Tinto, en Huelva, un reactor de microorganismos parece estar detrás de la elevada acidez y las altas concentraciones de hierro que caracterizan a este río único en el mundo. Científicos del Centro de Astrobiología acaban de comenzar una campaña de perforación para saber quiénes son y cómo trabajan estas misteriosas bacterias subterráneas. Quizá guarden algún secreto del subsuelo de Marte.

Zona de perforación cerca del nacimiento del río Tinto. Imagen: SINC.

“Hemos llegado a los 270 metros de profundidad y hay indicios de una falla por la que probablemente corre el agua”, dice Ricardo Amils durante la reunión matinal de hoy que, como cada día, celebra con su equipo en un pequeño hotel de Nerva (Huelva). El investigador concluye como siempre: “A por ellos que son pocos y cobardes”. No se refiere a enemigos humanos, sino a los microorganismos subterráneos de Río Tinto, unas bacterias que viven ocultas del sol y del oxígeno.

“Estos microorganismos necesitan dos cosas: agua –y parece que esta mañana hemos tenido evidencias de su presencia–, y los sulfuros metálicos que les sirven de alimento, en especial la pirita (sulfuro ferroso)”, me explica Amils antes de salir a trabajar con el resto del grupo, unos 15 investigadores.

Son los integrantes del proyecto IPBSL (Iberian Pyrite Belt Subsurface Life), liderado por el Centro de Astrobiología (CAB, INTA-CSIC), y financiado con 3,4 millones de euros por la Fundación Europea para la Ciencia. El objetivo es estudiar la vida en el subsuelo de la Faja Pirítica Ibérica, la mayor concentración de sulfuros metálicos del mundo producida por la actividad hidrotermal.

Se trata de un territorio de 250 km de largo y 50 de ancho que se extiende desde Portugal hasta la provincia de Sevilla, aunque el equipo se ha centrado en una zona próxima al nacimiento del río Tinto. Hacia allí nos dirigimos, a través de un paisaje rojizo marcado por las cicatrices que ha dejado la explotación minera desde hace 5.000 años.

Algunas zonas se asemejan a los paisajes marcianos, como Las Zarandas, aunque el parecido más importante es a nivel del subsuelo. De hecho Río Tinto está considerado uno de los mejores análogos de Marte desde el punto de vista geoquímico. Lo que ocurre aquí abajo puede ser similar a lo que se esconda bajo la superficie del planeta rojo, sobre todo si se llega a encontrar agua líquida.

Aprender para las misiones a Marte

“El proyecto IPBSL nos enseñará a saber cómo dirigir la búsqueda en Marte”, dijo el director del CAB, Javier Gómez-Elvira, cuando vino a presentar la campaña de perforación el 14 de diciembre. Por cierto, que me comentó que en tres o cuatro meses probarán en vuelo el sensor de presión del instrumento REMS, la pequeña estación medioambiental que viaja hacia Marte en el rover Curiosity de la NASA.

Pero de momento seguimos en la Tierra. Los pinares, el cielo azul y los paisanos paseando por la carretera nos lo recuerdan. Cuando atravesamos el río Tinto nos detenemos un momento para observar su característico color rojo. No puedo evitar sumergir unos instantes la mano, aunque seguramente no es buena idea. Estas aguas están cargadas de hierro y otros metales pesados –algunos  tóxicos como el arsénico o el cadmio–, además de ácido sulfúrico. Su pH es poco más de 2.

Los científicos han descartado que estas características extremas se deban a las actividades mineras, y parece que son las bacterias las que están detrás del proceso. “Desde hace tiempo se piensa que existe un reactor subterráneo, donde los microorganismos en contacto con la pirita y el agua ponen en marcha el proceso de quimiolitotrofía, es decir, la obtención de energía a partir de minerales”, comenta Amils. “Con el proyecto IPBSL trataremos de confirmar esta hipótesis”.

El equipo ha instalado el sistema de perforación cerca de Peña de Hierro, una antigua mina a cielo abierto a la que llegamos ahora. La elección no ha sido casual. Se ha realizado un estudio geofísico previo que aconsejaba taladrar en este lugar. El informe también revela a qué profundidad hay mayor conductividad, sobre los 300 m (donde se aproximan ahora), 400 y 600 m. Esto se relaciona con una mayor probabilidad de encontrar la pirita y el agua con los iones que generan los propios microorganismos. En cualquier caso está previsto profundizar hasta 1 km si hiciera falta.

La extracción de los testigos de roca

El ruido es ensordecedor. El tubo de una máquina acaba de extraer del subsuelo un cilindro de roca de varios metros y dos operarios lo colocan sobre un canal. El geólogo David Fernández decide por dónde partirlo para conseguir los mejores  “testigos” de piedra. De ellos se toman las muestras, y el resto se envía al Instituto Geológico y Minero de España (IGME) para su conservación. A esta institución pueden dirigirse aquellas empresas mineras que quieran conocer y pagar por su contenido.

Aunque el interés del equipo IPBSL es científico. La investigadora Miriam García y su compañero Pablo, por ejemplo, están perforando con una taladradora estéril uno de los testigos para recoger el polvillo y realizar estudios físico-químicos: “Uno de los análisis fijos es el del bromuro. Lo añadimos como marcador al agua de perforación, y si aparece en las muestras es que se han contaminado”.

Por su parte, el biólogo Víctor Parro comenta que con un cromatógrafo iónico también se pueden detectar sulfatos, nitratos, acetatos y otros iones relacionados con el metabolismo de los microorganismos. Pero con las muestras que se tiene más cuidado son aquellas destinadas a detectar la presencia de las bacterias o  a su cultivo. En  estos casos se introducen en bolsas herméticas a las que se retira el oxígeno, un veneno para los microorganismos anaeróbicos de del subsuelo.

Seguimos en coche el recorrido de este material, que se lleva hasta los dos laboratorios situados en el Museo Minero de Riotinto. Uno está en el interior de un camión militar para analizar las muestras que requieren un ambiente más controlado o son más urgentes. El otro está en una sala del interior del propio museo. La Fundación Río Tinto ha facilitado todo.

Primero subimos por una pequeña escalera al camión. “Vaya, no aparece ADN ni ARN”, se lamenta dentro el investigador Fernando Puente tras mirar la pantalla de un sistema portátil de electroforesis. “Lo más difícil de este trabajo es tratar con muestras rocosas, donde hay poca vida y además está muy incrustada”, me explica. De hecho hasta ahora el equipo no ha detectado ni una sola bacteria, aunque todavía es demasiado pronto.

La campaña de perforación empezó a finales de noviembre y se prolongará hasta febrero o marzo del año que viene. Después se analizarán las muestras durante meses, incluso años. Está previsto que el proyecto finalice en 2014 con la instalación de sondas en los dos tubos de perforación –hay previsto instalar un segundo a 100 m del que hemos visitado–, para monitorizar en tiempo real la actividad de las comunidades microbianas subterráneas.

Algo está pasando ahí abajo

Los científicos sospechan que ahí abajo está pasando algo. El proyecto IPBSL continúa la tarea de otro anterior denominado Marte, con el que ya demostraron la existencia de las bacterias subterráneas hasta una profundidad de hasta 160 m. Ahora se trata de saber quienes son, como trabajan, donde se aglutinan estos seres del mundo oscuro. “Las villas o pueblos diseminados de los microorganismos son interesantes, pero para aprender mejor sobre ellos hay que ir a la gran ciudad, donde están todos”, comenta Amils.

La gran ciudad sería el reactor de microorganismos que mueve la actividad del subsuelo. Probablemente no es un lugar físico único, si no toda la Faja Pirítica Ibérica. Dentro de ella, donde haya agua y mineral, los microorganismos van tener actividad. Eso sí, a un ritmo lento, geológico, pero sin detenerse año tras año. Tan solo alguna variación estacional por las fluctuaciones en el nivel del agua.

El biólogo Francisco López de Saro me recuerda que las bacterias del subsuelo son mucho más numerosas de lo que pensamos: “Hay estimaciones que indican que su biomasa total podría superar al de las plantas, además del enorme volumen que ocupan bajo la ‘piel’ de la Tierra”.

Al salir del camión cruzo el patio del museo y me cruzo con Enoma Omoregie, uno de los dos distinguidos becarios Marie Curie con los que cuenta el proyecto. Este especialista en microorganismos sulfatorreductores, se esfuerza en estos momentos en alimentar a sus microbios insuflándolos metano e hidrógeno en varios tubos.

Al fin entro en el Museo Minero. No hay tiempo para admirar su impresionante reproducción de la mina romana ni los ferrocarriles victorianos de la época de esplendor británico en Río Tinto. Pasamos directamente al laboratorio donde en un espacio reducido trabajan codo con codo el equipo de investigadores.

El marcador de una campana herméticamente cerrada marca 0:0. No indica el contenido en alcohol, sino el de oxigeno. Las muestras deben manipularse en este ambiente anaerobio como en el que proliferan las bacterias bajo tierra. Dos Mónicas manipulan el material en su interior mediante unos enormes guantes de plástico.

Buscando las pistas de los microorganismos

Monika Oggerin va a estudiar la diversidad  microbiana de todos los testigos amplificando su ADN. Por su parte, la geóloga Mónica Sánchez, experta en los procesos de biomineralización de minerales carbonatados (indicadores de la presencia del agua y relacionados con el origen de la vida), analizará los compuestos sulfatados característicos de estos suelos.

Otros investigadores también realizan ensayos para buscar signos que delaten a las bacterias, y algunos introducen datos en el ordenador. Por su parte, la investigadora Sagrario Arias-Rivas se despide porque se va a Alemania. Allí analizará parte del material en el Centro Helmholtz de Investigación de Infecciones. Su objetivo es extraer el ADN de las bacterias para crear librerías metagenómicas, colecciones de genes que ayudan a encontrar nuevas actividades enzimáticas.

En cualquier caso la mayor parte del material se analizará en el Centro de Astrobiología en Madrid, en un proceso lento y laborioso. “Los cultivos de estas bacterias en el laboratorio son muy difíciles –sólo el 1% es cultivable– y pueden tardar meses, incluso años, hasta que surge una actividad que se pueda medir”, reconoce la microbióloga Nuria Rodríguez.

La científica también tratará de detectar uno de los compuestos clave en los estudios en Marte: el metano. “En la Tierra la mayor parte del metano lo producen los microorganismos y las sondas que orbitan el planeta rojo han detectado la presencia de este gas en su atmósfera”, me comenta Amils antes de que nos interrumpan.

De repente se forma un pequeño revuelo en el laboratorio. El geólogo David Fernández huye de sus compañeros protegiendo con sus brazos su tesoro: un testigo con pirita, el alimento de los pequeños habitantes de la ciudad subterránea. “Es mío”, bromea, aunque realmente no lo suelta. Parece que es un avance significativo en el proyecto.

“Esta es la señal que daba la geofísica y a la que queríamos llegar”, exclama Amils. “Se trata de la primera evidencia seria de la presencia masiva de pirita, de la que las bacterias obtienen su energía”.

Los investigadores están satisfechos: ya han encontrado el agua y ahora el alimento de los microorganismos. El siguiente paso será descubrir los productos de su digestión: el ácido sulfúrico y el ión férrico. La mesa está puesta. Ya solo falta que aparezcan los esperados comensales del mundo oscuro.

Artículo publicado en Servicio de Información y Noticias Científicas (SINC), su autor es Enrique Sacristán.

Kepler-20e y Kepler-20f © byT. Pyle

Los buscadores de planetas alcanzan un importante objetivo del telescopio espacial de la NASA.

El telescopio Kepler de la NASA ha alcanzado uno de los principales hitos de la misión: encontrar un planeta del tamaño de la Tierra fuera del Sistema Solar. Es más, lo ha hecho dos veces en el mismo sistema estelar. Orbitando alrededor de la estrella Kepler-20, aproximadamente a 290 pársecs (946 años luz) de la Tierra, no hay sólo un planeta del tamaño de la Tierra, sino también uno ligeramente más pequeño – un Venus.

“Es el inicio de una era”, dice Francois Fressin, astrónomo del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica en Cambridge, Massachusetts. Fressin es el autor principal de un artículo que describe el descubrimiento y que se publica hoy en la revista Nature¹. “Pronto seremos capaces de detectar este tipo de planetas alrededor de otras estrellas y a otras distancias”, comenta.

El planeta más pequeño conocido anteriormente fue otro descubrimiento de Kepler, el cual  tenía un radio de 1,4 veces el de la Tierra. Kepler observa planetas que cruzan frente a sus estrellas madres y atenúan la luz estelar, pero esto es difícil cuando son pequeños. Los investigadores necesitan registrar muchos tránsitos planetarios para lograr confianza estadística en sus descubrimientos. “Había un objetivo, y era un planeta del tamaño de la Tierra”, dice David Charbonneau, astrónomo también en el Centro Harvard-Smithsoniano, y coautor del artículo. “Ahora hemos logrado ese objetivo”.

Los dos planetas, que orbitan mucho más cerca de su estrella de lo que está Mercurio respecto al Sol, no están ni siquiera cerca de la zona habitable – por lo que es difícil fantasear con tibios océanos en ellos alimentando al núcleo de la vida. El menor de los dos, conocido como Kepler-20 e, tiene aproximadamente el tamaño de Venus, con un radio de 0,87 veces el de la Tierra. Orbita a su estrella cada 6 días terrestres y posee una temperatura de 1040 Kelvin – lo bastante caliente como para evaporar cualquier atmósfera y dejar un bloque sólido de silicatos y rocas ricas en hierro. Kepler-20 f, el planeta mayor con un radio de 1,03 veces el de la Tierra, tiene una órbita de 20 días. Como resultado, es un poco menos abrasador, a unos 705 Kelvin. A esta temperatura, dice Fressin, el hidrógeno y el helio no sobrevivirían en la atmósfera, pero podría hacerlo una capa de vapor de agua.

Se cree que ambos planetas están fijados por marea, mirando a su estrella sin girar sobre sus ejes, por lo que un lado estaría constantemente en oscuridad, y el otro siempre iluminado. Pero esto significa que partes del planeta están en penumbra constante, y Fressin dice que es posible que estas áreas pudiesen tener temperaturas más adecuadas para la vida. “Pero no quiero venderlos como habitables”, apunta.

La confirmación del descubrimiento de los planetas fue inusual. Normalmente, los investigadores que tratan de confirmar los candidatos a planetas de Kepler, realizan observaciones de seguimiento con telescopios terrestres que son sensibles a la masa del planeta y el bamboleo que provoca su tirón gravitatorio en la estrella madre. Pero estos planetas eran tan pequeños que su tirón gravitatorio no pudo confirmarse en 12 horas de observación en uno de los telescopios gemelos Keck de 10 metros en Mauna Kea, Hawái.

En lugar de esto, el equipo utilizó la justificación estadística. Parte de la certidumbre de los investigadores en la validez de las observaciones procede del enorme número de tránsitos que observaron, debido al corto periodo de la órbita de los planetas. Además, los dos nuevos planetas son parte de un sistema que alberga otros tres – y cualquier señal de tránsito que esté en el mismo plano orbital que los planetas reconocidos es muy improbable que sea un falso positivo. Finalmente, el equipo tomó una imagen de alta resolución de la estrella usando el Telescopio Hale de 5,1 metros en el Observatorio Palomar en California, que ayudó a descartar la posibilidad de que una estrella de fondo estuviese afectando al brillo de Kepler 20.

Charbonneau dice que los científicos aún quieren calcular la masa de estos pequeños planetas para averiguar sus densidades. Para ello, necesitarán de un instrumental mucho más sensible, como el espectrómetro de velocidad radial HARPS-North, el cual tiene previsto ver su primera luz en abril de 2012 en el Telescopio Nacional Galileo de 3,6 metros en La Palma, en las Islas Canarias.

Jonathan Fortney, astrónomo de la Universidad de California en Santa Cruz, dice que el estudio “demuestra que Kepler puede hacer cosas que ningún otro telescopio puede hacer”. Añade que los dos pequeños planetas son “algo extraños”, mayormente debido a que están entre tres planetas mayores con tamaños entre super-Tierras y mini-Neptunos. Esto es sorprendente para los modeladores, debido a que la estructura de nuestro Sistema Solar sugiere que los planetas gaseosos mayores normalmente están segregados de los rocosos más pequeños. Los planetas de distintos tamaños “no se mezclan en el Sistema Solar, pero aparentemente sí lo hacen en este sistema”, dice Charbonneau. “Este tipo de sorpresas se han convertido en la norma para los exoplanetas”.

Nature doi:10.1038/nature.2011.9688

1. Fressin, F. et al. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature10780 (2011).

Artículo traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en Nature News, su autor es Eric Hand.

Exoplaneta © by Goosefinder

Artículo publicado por Eric Hand el 13 de diciembre de 2011 en Nature News

Una abundancia de mundos de tamaño medio desafía a los modelos de formación planetaria.

Ahora no sorprende que el Telescopio Espacial Kepler de la NASA esté revelando planetas extrasolares a montones. La semana pasada, en la primera conferencia científica de Kepler en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California, los científicos de la misión anunciaron que el telescopio espacial había identificado 2326 planetas candidatos, casi duplicando su botín desde febrero.

Pero lo que hasta el momento ha desconcertado a observadores y teóricos es la alta proporción de planetas – aproximadamente de un tercio a la mitad – que son mayores que la Tierra pero menores de Neptuno. Estas ‘súper-Tierras’ están emergiendo como una nueva categoría planetaria – y podrían ser la más numerosa. Su propia existencia es un problema para los modelos convencionales de formación planetaria y, además, la mayor parte están en órbitas muy cercanas a su estrella madre, precisamente donde los modeladores dicen que no deberían estar.

“Suponen un reto”, dice Douglas Lun, modelador de formación planetaria y director del Instituto Kavli para Astronomía y Astrofísica en la Universidad Peking en Pekín, China. “No puedes simplemente jugar con los parámetros. Tienes que pensar en la física”.

Guiados por el ejemplo de nuestro Sistema Solar, con sus distintos conjuntos de mundos grandes y pequeños, los primeros modelos de formación planetaria se basaron en la idea de ‘acreción del núcleo’. El polvo que gira alrededor de una estrella en un disco protoplanetario puede agregarse en pequeños planetesimales de roca y hielo, los cuales colisionan y terminan pegados. La parte interior del disco contiene muy poco material como para que estos núcleos crezcan mucho más que la Tierra. Pero posteriormente pueden lograr hasta diez o más veces la masa de la Tierra, suficiente para atraer un vasto volumen de gas y convertirse en algo similar a Júpiter.

La detección, que empezó en 1995, de planetas del tamaño de Júpiter con órbitas de apenas unos pocos días terrestres, contradecía estos modelos. Los teóricos revisaron sus modelos para permitir que estos “Júpiter calientes” se formasen lejos de su estrella y migrasen hacia dentro. Aunque estos modelos predecían que cualquier planeta que alcanzase el tamaño de súper-Tierra debería convertirse en un gigante gaseoso o ser tragado por su estrella, creando un ‘desierto planetario’ en este rango de tamaños. Los descubrimientos de Kepler destrozaron esas predicciones. “Es una lluvia tropical, no un desierto”, dice Andrew Howard, astrónomo en la Universidad de California en Berkeley. “Esperamos que la teoría se ponga al día”.

Kepler mide el tamaño de un planeta detectando cuánta luz bloquea cuando pasa frente a su estrella. Para un puñado de súper-Tierras detectadas por Kepler, las observaciones desde tierra han determinado también su masa, siguiendo el bamboleo de la estrella madre inducido por la gravedad del planeta. Y algunas de estas súper-Tierras parecen tener densidades muy bajas – lo que indica que pueden tener pequeños núcleos rocosos rodeados por grandes envolturas de gas.

El astrónomo de Kepler Jack Lissauer, de Ames, cree que pueden haber empezado como pequeños núcleos en las partes exteriores del sistema solar, acretando una gran cantidad de gas sin alcanzar el punto de crecimiento desbocado que lleva a un verdadero gigante gaseoso. Sin el tirón gravitatorio de un gigante que mantenga el gas, tal planeta tendría una gran atmósfera de baja densidad, pero podría aún crecer hasta el tamaño de súper-Tierra mediante un proceso de enfriamiento que hace menguar la atmósfera y permite que se atraiga más gas, comenta.

Pero este escenario no puede explicar las más pequeñas y densas súper-Tierras. Ya se han detectado varios de tales planetas, y Kepler está empezando a alcanzar la sensibilidad necesaria para observarlos, dice Greg Laughlin, astrónomo de la Universidad de California en Santa Cruz. “Kepler apenas está viendo la punta del iceberg”.

Ninguna teoría actual puede explicar cómo pueden estar las súper-Tierras tan cerca de sus estrellas. Lissauer dice que el problema está en la parte de migración de los modelos. Pero Norm Murray, astrofísico de la Universidad de Toronto, está explorando otras formas de formar súper-Tierras. En lugar de ensamblarlas y migrarlas hacia la estrella, el modelo de Murray primera migra los planetesimales rocosos y luego les permite su acreción. “Migración y luego ensamblado es el eslogan”, dice.

En cualquier caso, Laughlin dice que los modeladores probablemente encontrarán una forma de explicar las actuales observaciones. “Trabajarán para arreglar los modelos”, dice. Pero probablemente no es la última vez que tengamos que revisitar los códigos, añade. “Mi predicción es que pasarán totalmente por alto el siguiente tema importante, sea lo que sea que nos espere”.

Artículo traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en Nature, su autor es Eric Hand.

Kepler-22b © Crédito: NASA

Artículo publicado el 5 de diciembre de 2011 en la web de NASA

La misión Kepler de la NASA ha confirmado su primer planeta en la “zona habitable”, la región alrededor de una estrella donde podría existir agua líquida en la superficie de un planeta. Kepler también ha descubierto más de 1000 nuevos planetas candidatos, casi duplicando su anterior recuento conocido. Diez de estos candidatos son de casi el tamaño de la Tierra y orbitan en la zona habitable de su estrella madre. Los candidatos requieren de observaciones de seguimiento para verificar que son planetas reales.

El planeta recientemente confirmado, Kepler-22b, es el más pequeño encontrado hasta la fecha orbitando en medio de la zona habitable de una estrella similar a nuestro Sol. El planeta tiene aproximadamente 2,4 veces el radio de la Tierra. Los científicos aún no saben si Kepler-22b tiene una composición predominantemente rocosa, gaseosa, o líquida, pero su descubrimiento es un paso más en la búsqueda de planetas similares a la Tierra.

Las investigaciones anteriores apuntaban a la existencia de planetas de casi el tamaño de la Tierra en zonas habitables, pero seguía sin aparecer una confirmación clara. Recientemente se confirmaron otros dos pequeños planetas que orbitan estrellas más pequeñas y frías que nuestro Sol en el borde de la zona habitable, con órbitas que recuerdan más a las de Venus y Marte.

“Éste es un gran hito en el camino hacia encontrar un gemelo de la Tierra”, dice Douglas Hudgins, científico del programa Kepler en las Oficinas Centrales de la NASA en Washington. “Los resultados de Kepler siguen demostrando la importancia de las misiones científicas de la NASA, que tienen como objetivo responder algunas de las preguntas más importantes sobre nuestro lugar en el universo”.

Kepler descubre planetas y candidatos a planetas midiendo la bajada en el brillo de más de 150 000 estrellas, buscando planetas que cruzan por delante, o “transitan”, las estrellas. Kepler requiere de, al menos, tres tránsitos para verificar una señal como planeta.

“La fortuna nos sonrió con la detección de este planeta”, dice William Borucki, investigador principal de Kepler en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California, que lideró el equipo que descubrió Kepler-22b. “El primer tránsito se captó apenas tres días después de que declarásemos la nave operacionalmente lista. Fuimos testigos del definitivo tercer tránsito en el periodo de vacaciones de 2010″.

El equipo científico de Kepler usa telescopios terrestres y el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA para revisar las observaciones de candidatos a planetas que encuentra la nave. El campo estelar que observa Kepler en las constelaciones de Cygnus y Lyra sólo puede verse desde los observatorios terrestres desde primavera a principios de otoño. Los datos procedentes de estas otras observaciones ayudan a determinar qué candidatos pueden validarse como planetas.

Kepler-22b se sitúa a 600 años luz de distancia. Aunque el planeta es más grande que la Tierra, su órbita de 290 días alrededor de una estrella similar al Sol recuerda a nuestro mundo. La estrella madre del planeta pertenece a la misma clase que nuestro Sol, conocida como tipo G, aunque es ligeramente más fría y pequeña.

De los 54 candidatos a planetas en la zona habitable de los que se informó en febrero de 2011, Kepler-22b es el primero en confirmarse. Este resultado se publicará en la revista The Astrophysical Journal.

El equipo de Kepler acoge su conferencia científica inaugural en Ames del 5 al 9 de diciembre, donde anuncia 1094 nuevos descubrimientos de candidatos a planetas. Desde que se publicó el último catálogo en febrero, el número de candidatos a planetas identificados por Kepler ha aumentado un 89 por ciento, y ahora totaliza 2326. De éstos, 207 tienen aproximadamente el tamaño de la Tierra, 680 son súper-Tierras, 1181 son del tamaño de Neptuno, 203 del tamaño de Júpiter y 55 son más grandes que Júpiter.

Los hallazgos, basados en las observaciones llevadas a cabo entre mayo de 2009 y septiembre de 2010, muestran un drástico incremento en el número de candidatos a planetas de tamaño menor.

Kepler observó muchos planetas grandes en órbitas pequeñas en los inicios de su misión, que se vieron reflejados en los datos publicados en febrero. Habiendo tenido más tiempo para observar tres tránsitos de planetas con periodos orbitales más largos, los nuevos datos sugieren que los planetas de entre uno y cuatro veces el tamaño de la Tierra pueden ser abundantes en la galaxia.

El número de candidatos del tamaño de la Tierra y súper-Tierras se ha incrementado en más de un 200 y 140 por ciento respectivamente desde febrero.

Hay 48 candidatos a planetas en la zona habitable de sus estrellas. Aunque esto es una bajada respecto a los 54 de los que se informó en febrero, el equipo de Kepler ha aplicado una definición más estricta de lo que constituye una zona habitable para el nuevo catálogo, teniendo en cuenta el efecto invernadero de las atmósferas, lo cual podría mover la zona hacia una franja más lejos de la estrella, hacia periodos orbitales más largos.

“El tremendo crecimiento en el número de candidatos del tamaño de la Tierra nos dice que nos estamos acercando a los planetas para cuya detección está diseñado Kepler, que son no sólo los del tamaño de la Tierra, sino también los potencialmente habitables”, dice Natalie Batalha, vicedirectora del equipo científico en la Universidad Estatal de San José en San José, California. “Cuantos más datos recopilemos, más fino se hará nuestro ojo para encontrar los planetas más pequeños en periodos orbitales más largos”.

Artículo traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en la web de la NASA.

Gliese 667C. Crédito: ESO

Artículo publicado por Robert Strenge el 21 de noviembre de 2011 en la web de la Universidad Estatal de Washington

En los próximos años, el número de planetas descubiertos en órbita alrededor de estrellas lejanas, probablemente alcanzará la cifra de varios miles o más. Pero incluso conforme nuestra lista de “exoplanetas” recientemente descubiertos siga creciendo, la búsqueda de vida más allá de nuestro Sistema Solar probablemente se centrará en los relativamente pocos nuevos mundos que exhiban las condiciones más similares a la Tierra.

Para gran parte de la comunidad científica, la búsqueda de vida alienígena ha estado dominada por la idea de que nuestro planeta sirve como el mejor modelo de condiciones propicias para el surgimiento de la vida en otros mundos. Y aunque hay una innegable lógica en buscar vida en el mismo tipo de condiciones en la que ya sabes que tiene éxito, hay científicos como Dirk Schulze-Makuch, astrobiólogo de la Facultad de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente de la Universidad Estatal de Washington, y Abel Mendez, experto en modelado de la Universidad de Puerto Rico en Arecibo, que también ven tal modelo como el producto de una forma potencialmente limitante de pensamiento terrícola sesgado.

Para Schulze-Makuch y sus nueve autores acompañantes – un grupo de trabajo internacional que representa a NASA, SETI,al Centro Aeroespacial Alemán, y cuatro universidades– la búsqueda de vida en otros mundos está realmente dirigida por estas dos cuestiones.

“La primera es si pueden encontrarse condiciones similares a la Tierra en otros mundos, dado que sabemos empíricamente que esas condiciones pueden albergar vida”, dice Schulze-Makuch. “La segunda cuestión es si esas condiciones existen en exoplanetas que sugieren la posibilidad de otras formas de vida, conocidas para nosotros o no”.

En un artículo publicado en el ejemplar de diciembre de la revista Astrobiology, Schulze-Makuch y sus coautores proponen un nuevo sistema para clasificar los exoplanetas usando dos índices distintos – un Índice de Similitud Terrestre (ESI) para categorizar las características más similares a la Tierra de un planeta y un Índice de Habitabilidad Planetaria (PHI) para describir una variedad de parámetros físicos y químicos que son teóricamente propicios para la vida en condiciones más extremas y menos similares a la Tierra.

Los índices de similitud proporcionan una potente herramienta para categorizar y extraer patrones a partir de grandes y complejos conjuntos de datos. Son relativamente fáciles y rápidos de calcular y proporcionan una medida cuantitativa simple del desvío respecto a un estado de referencia, usualmente en una escala de cero a uno. Se usan en matemáticas, imágenes por ordenador, química y muchos otros campos.

Los dos índices propuestos por el grupo marcan el primer intento, por parte de los científicos, de categorizar los exoplanetas y exolunas que se espera que se descubran en el futuro cercano, de acuerdo con su potencial de albergar algún tipo de vida.

“Como materia práctica, el interés en los exoplanetas va a centrarse inicialmente en la búsqueda de planetas terrestres similares a la Tierra”, dice Schulze-Makuch. “Con eso en mente, proponemos un Índice de Similitud Terrestre que proporciona una rápida herramienta de filtrado con la cual detectar los exoplanetas más similares a la Tierra”.

Pero los autores creen que centrarse exclusivamente en las suposiciones terrestres sobre habitabilidad, puede ser un enfoque demasiado restrictivo para captar la potencial diversidad de formas de vida que, al menos en principio, pueden también existir en otros mundos.

“La habitabilidad, en un sentido más amplio, no está necesariamente restringida al agua como solvente o a un planeta orbitando una estrella”, escriben los autores del artículo. “Por ejemplo, los lagos de hidrocarburos de Titán podrían albergar unas formas de vida distintas. Estudios análogos en entornos de hidrocarburos en la Tierra, de hecho, indican claramente que estos entornos, en principio, son habitables. Los planetas huérfanos que vagan libres de estrellas centrales podrían, de la misma forma, tener condiciones adecuadas para alguna forma de vida”.

Los autores del artículo admiten que intentar evaluar la probabilidad de que algún tipo de desconocido de forma de vida pudiese existir en algún mundo dado, es una empresa intrínsecamente muy especulativa. Pero la alternativa, defienden, es arriesgarse a pasar por alto mundos potencialmente habitables por usar suposiciones demasiado restrictivas.

“Nuestro PHI propuesto viene dado por parámetros químicos y físicos que son propicios para la vida en general”, escriben. “Depende de factores que, en principio, podrían detectarse a la distancia que están los exoplanetas de la Tierra, dada la instrumentación (espacial) futura actualmente planificada”.

El artículo, titulado “A Two-Tiered Approach to Assessing the Habitability of Exoplanets“, fue escrito por Alfonso Davila, de SETI;  Alberto Fairen, de NASA; Abel Mendez de la Universidad de Puerto Rico en Arecibo; Philip von Paris, del Centro Aeroespacial Alemán; David Catling, de la Universidad de Washington; Louis N. Irwin, de la Universidad de Texas-El Paso, y Marina Resendes de Sousa Antonia, Carol Turse, Grayson Boyer y Dirk Schulze-Makuch, de la Universidad Estatal de Washington.

Artículo traducido y posteado en Ciencia Kanija, el original se publicó en web de la Universidad Estatal de Washington, su autor es Robert Strenge.