Vivimos en una época muy emocionante: las respuestas a algunas de las preguntas más antiguas que la humanidad se ha planteado están a nuestro alcance. Una de ellas es si la Tierra es el único lugar que alberga vida.
En los últimos 30 años, la cuestión de si el Sol es único en el sentido de albergar un sistema planetario ha sido respondida de manera contundente: ahora conocemos miles de exoplanetas orbitando otras estrellas.
Pero, ¿podemos utilizar telescopios para detectar si alguno de estos mundos distantes también alberga vida? Un método prometedor es analizar los gases presentes en las atmósferas de estos planetas.
Actualmente se conocen más de 6.000 exoplanetas. Con tantos planetas catalogados, existen varias formas de reducir los mundos más prometedores para la biología. Por ejemplo, utilizando la distancia del planeta a su estrella anfitriona, los astrónomos pueden calcular su temperatura probable.
La Tierra es el único planeta del Sistema Solar con océanos de agua líquida en su superficie, por lo que las temperaturas moderadas podrían ser un requisito para un planeta habitable. Si un planeta tiene la temperatura correcta para el agua líquida está fuertemente influenciado por la presencia y la naturaleza de su atmósfera.
Sorprendentemente, podemos identificar moléculas presentes en las atmósferas de los exoplanetas. La mecánica cuántica hace que cada sustancia química atmosférica tenga su propio patrón distintivo, similar a un código de barras, que deja en la luz que la atraviesa. Al recoger la luz de las estrellas que ha sido filtrada a través de la atmósfera de un exoplaneta, los telescopios pueden ver los códigos de barras de las moléculas que componen esa atmósfera.
Para aprovechar esto, el planeta debe realizar un tránsito, es decir, pasar por delante de la estrella desde nuestro punto de vista. Esto significa que solo funciona para una pequeña fracción de los exoplanetas conocidos.
La intensidad de la señal depende de la abundancia de la molécula en la atmósfera: más fuerte para las moléculas más abundantes y gradualmente más débil a medida que disminuye la abundancia. Esto significa que generalmente es más fácil detectar las moléculas dominantes, aunque esto no siempre es cierto. Algunos de los códigos de barras son intrínsecamente fuertes, mientras que otros son débiles.
Por ejemplo, la atmósfera de la Tierra está dominada por el nitrógeno diatómico (N₂), pero esta molécula tiene un código de barras débil en comparación con el oxígeno diatómico (O₂), el ozono (O₃), el dióxido de carbono (CO₂) y el agua (H₂O), que son mucho menos abundantes.
Detectando moléculas
El Telescopio Espacial James Webb (JWST) es un gran telescopio espacial que recoge luz en longitudes de onda infrarrojas. Se ha utilizado para sondear las atmósferas de una variedad de exoplanetas.
La detección de huellas moleculares en la atmósfera de un exoplaneta no es del todo sencilla. Diferentes equipos pueden obtener resultados diferentes como consecuencia de realizar elecciones ligeramente diferentes en la forma en que manejan los mismos datos. Pero a pesar de estas dificultades, se han realizado detecciones reproducibles y sólidas de moléculas. Se han detectado moléculas simples con códigos de barras fuertes, como el metano, el dióxido de carbono y el agua.
Nasa Scientific Visualization Studio
Los planetas más grandes que la Tierra pero más pequeños que Neptuno, conocidos como sub-Neptunos, son el tipo más común de exoplaneta conocido. Fue para uno de estos planetas, K2-18b, que se hizo una audaz afirmación de la detección de una biosignatura en 2025. El análisis detectó sulfuro de dimetilo, con una probabilidad inferior a una de cada 1.000 de que esta detección fuera espuria.
En la Tierra, el sulfuro de dimetilo es producido por el fitoplancton en los océanos, pero se descompone rápidamente en agua de mar iluminada por la luz solar. Dado que K2-18b podría ser un planeta completamente cubierto por un océano de agua, la detección de sulfuro de dimetilo en su atmósfera podría implicar un suministro continuo del mismo por parte de la vida marina microbiana.
La reexaminación de la detección de sulfuro de dimetilo en K2-18b por otros investigadores pone en duda esta afirmación. Lo más significativo fue la demostración de 2025 por parte de Luis Welbanks y sus colegas de la Universidad Estatal de Arizona de que la elección de los códigos de barras moleculares a incluir en el análisis afectó radicalmente los resultados.
Encontraron que numerosas alternativas, no exploradas en el artículo original, proporcionaron ajustes igualmente buenos o mejores a los datos medidos.
Para los planetas del tamaño de la Tierra, que presumiblemente son rocosos, es bastante difícil detectar una atmósfera con el JWST. Sin embargo, el futuro es prometedor, ya que una serie de misiones planificadas nos permitirán aprender mucho más sobre los planetas que podrían ser similares a la Tierra.
Próximas misiones
Con un lanzamiento previsto en 2026, el telescopio Plato de la Agencia Espacial Europea identificará planetas mucho más similares a la Tierra y adecuados para la espectroscopía de transmisión que los que conocemos actualmente.
El telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA, que tiene previsto lanzarse en 2029, será pionero en técnicas coronográficas que permiten cancelar la luz de las estrellas para que los planetas mucho más tenues que orbitan alrededor de las estrellas cercanas puedan ser estudiados directamente.
El telescopio Ariel de la Agencia Espacial Europea, con un lanzamiento previsto en 2029, es una misión dedicada a la espectroscopía de transmisión, diseñada para tener la capacidad de determinar las composiciones de las atmósferas de los exoplanetas.
El Observatorio de Mundos Habitables (HWO) de la NASA se encuentra actualmente en fase de planificación. Esta misión utilizará un coronógrafo para estudiar alrededor de 25 planetas similares a la Tierra, buscando una variedad de indicadores de habitabilidad.
El HWO tendrá una amplia cobertura de longitud de onda desde el ultravioleta hasta el infrarrojo cercano. Si un gemelo de la Tierra orbitara una de las estrellas objetivo cercanas del HWO, el telescopio recogería la luz estelar reflejada por el planeta. Esta luz estelar reflejada incluiría las firmas de código de barras del oxígeno diatómico (O₂) y otros gases característicos de la atmósfera de nuestro planeta. También revelaría una firma de la luz estelar absorbida por las plantas fotosintéticas: el llamado “borde rojo de la vegetación”.
La superficie de la Tierra está dividida en tierra y océanos, que reflejan la luz de manera diferente. El HWO podría reconstruir un mapa de baja resolución de la superficie a partir de los cambios en la luz reflejada a medida que los continentes y los océanos giran dentro y fuera de la vista.
Así que el futuro parece muy prometedor. Con las naves espaciales que se lanzarán en los próximos años, podríamos acercarnos a la respuesta a la pregunta de si la Tierra es única en el sentido de albergar vida.
