Científicos han identificado un grupo de planetas fuera de nuestro sistema solar donde existen las mismas condiciones químicas que pueden haber llevado a la vida en la Tierra.

Los investigadores de la Universidad de Cambridge y el MRC-LMB (Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology) descubrieron que las posibilidades de vida en la superficie de un planeta rocoso como la Tierra están conectadas con el tipo y la fuerza de la luz emitida por su estrella anfitriona.

Su estudio, publicado en la revista Science Advances, propone que las estrellas que emiten suficiente luz ultravioleta (UV) podrían reactivar la vida en sus planetas en órbita de la misma manera que probablemente se desarrolló en la Tierra, donde la luz UV alimenta una serie de sustancias químicas. reacciones que producen los bloques de construcción de la vida.

Los investigadores han identificado un rango de planetas donde la luz UV de su estrella anfitriona es suficiente para permitir que estas reacciones químicastengan lugar, y que se encuentran dentro del rango habitable donde el agua líquida puede existir en la superficie del planeta.

"Este trabajo nos permite reducir los mejores lugares para buscar vida", dijo Paul Rimmer, investigador postdoctoral con una afiliación conjunta en el Cavendish Laboratory de Cambridge y el MRC-LMB, primer autor del artículo. "Nos acerca un poco más a la cuestión de si estamos solos en el universo".

El nuevo documento es el resultado de una colaboración continua entre elLaboratorio Cavendish y el MRC LMB, que reúne la química orgánica y la investigación de exoplanetas. Se basa en el trabajo del profesor John Sutherland, coautor del trabajo actual, que estudia el origen químico de la vida en la Tierra.

En un artículo publicado en 2015, el grupo del Profesor Sutherland en el MRC LMB propuso que el cianuro, aunque un veneno mortal, era de hecho un ingrediente clave en la sopa primordial de la que se originó toda la vida en la Tierra.

En esta hipótesis, el carbono de los meteoritos que se estrellaron contra la Tierra joven interactuó con el nitrógeno en la atmósfera para formar cianuro de hidrógeno. El cianuro de hidrógeno llovió a la superficie, donde interactuó con otros elementos de varias maneras, impulsado por la luz ultravioleta del sol. Los productos químicos producidos a partir de estas interacciones generaron los componentes básicos del ARN, el pariente cercano del ADN que la mayoría de los biólogos cree que fue la primera molécula de la vida que transmitió información.

En el laboratorio, el grupo de Sutherland recreó estas reacciones químicas bajo lámparas UV y generó los precursores de los lípidos, aminoácidos y nucleótidos, todos los cuales son componentes esenciales de las células vivas.

"Me encontré con estos experimentos anteriores, y como astrónomo, mi primera pregunta es siempre qué tipo de luz estás usando, que como químicos no habían pensado realmente", dijo Rimmer. "Empecé midiendo el número de fotones emitidos por sus lámparas, y luego me di cuenta de que comparar esta luz con la luz de diferentes estrellas era un siguiente paso directo".

Los dos grupos realizaron una serie de experimentos de laboratorio para medir lo rápidamente que se pueden formar los componentes básicos de la vida a partir de cianuro de hidrógeno e iones de sulfito de hidrógeno en agua cuando se exponen a la luz ultravioleta. Luego realizaron el mismo experimento en ausencia de luz.

"Hay química que ocurre en la oscuridad: es más lenta que la química que ocurre en la luz, pero está ahí", dijo el autor principal, el profesor Didier Queloz, también del Laboratorio Cavendish. "Queríamos ver cuánta luz se necesitaría para que la química de la luz ganara sobre la química oscura".

El mismo experimento se realizó en la oscuridad con el cianuro de hidrógeno y el sulfito de hidrógeno dio como resultado un compuesto inerte que no podría usarse para formar los bloques de construcción de la vida, mientras que el experimento realizado bajo las luces resultó en los componentes necesarios.

Luego, los investigadores compararon la química de la luz con la química oscura contra la luz ultravioleta de diferentes estrellas. Ellos trazaron la cantidad de luz UV disponible para los planetas en órbita alrededor de estas estrellas para determinar dónde podría activarse la química.

Descubrieron que las estrellas a la misma temperatura que nuestro sol emitían suficiente luz como para que se formaran los bloques de construcción de la superficie de sus planetas. Las estrellas frías, por otro lado, no producen suficiente luz para que se formen estos bloques de construcción, excepto si tienen frecuentes llamaradas solares poderosas que impulsan la química paso a paso. Los planetas que reciben suficiente luz para activar la química y pueden tener agua líquida en sus superficies residen en lo que los investigadores han llamado la zona de abiogénesis.

Entre los exoplanetas conocidos que residen en la zona de abiogénesis se encuentran varios planetas detectados por el telescopio Kepler, incluido Kepler 452b, un planeta que ha sido apodado 'primo' de la Tierra, aunque está demasiado lejos para ser sondeado con la tecnología actual. Los telescopios de próxima generación, como TESS y James Webb Telescopes de la NASA, con suerte serán capaces de identificar y potencialmente caracterizar a muchos más planetas con estas cualidades.