Vida extraterrestre y dónde encontrarlos

Seguramente lo haremos, dentro de este milenio.

Érase una vez, había una roca solitaria a la deriva en el espacio alrededor de una estrella ordinaria. Alguien decidió sembrarlo con una molécula autorreplicante y tomarse unas vacaciones por un tiempo y luego regresar a este lugar mediocre y poco interesante. Sin embargo, nunca regresaron, pero me pregunto cómo reaccionarían para ser recibidos por más de 8,500,000 diferentes tipos de entidades autosuficientes, cada una con algo especial y único en sí mismo.

Por érase una vez, quiero decir hace unos 4.600 millones de años. Por mucho que me gustaría creer que esta historia es cierta y que "ellos" algún día volverán, la verdad es probablemente diferente.

Si alguien me preguntara: "¿Cuáles son las dos cosas más extraordinarias y alucinantes para usted?", Mi respuesta sin duda sería la inmensidad de este universo y la diversidad de la vida en la Tierra. Innumerables noches mirando al cielo e innumerables días observando la naturaleza, aún no hay respuestas concluyentes.

¿Que somos? ¿Dónde comenzó todo?

Según nuestra comprensión actual, nuestro universo tiene unos 13.800 millones de años. Es un ecosistema muy antiguo lleno de momentos históricos, pero sobre todo, en la totalidad de su existencia, hay un evento notable que se destaca y maravilla a los científicos hasta la fecha, el origen de la vida.

Es casi como si el universo creara vida para definirse a sí mismo.

Hoy quiero hacer una pregunta inevitable:

"¿Estamos realmente solos?"

No solo voy a preguntar, sino que daré una respuesta definitiva al final de este artículo.

Para resolver esto, primero debemos entender cómo surgió la vida y qué la hizo prosperar tal como la conocemos hoy. Si conocemos la parte de "qué", sabremos dónde buscarla.

En realidad estamos un paso adelante en nuestra búsqueda. Tenemos una Tierra, un planeta entero lleno de seres vivos que nos demuestran las condiciones necesarias para que la vida florezca. Un hecho impresionante sobre nuestro planeta es que la vida está en todas partes que miramos. Los confines más profundos de los océanos donde ni siquiera la luz solar puede penetrar, hirviendo géiseres naturales y áreas alrededor de volcanes activos, congelando regiones polares: la vida está en todas partes.

La idea es simple: “Si sucedió una vez, es más probable que vuelva a suceder. Después de todo, al universo le gusta la periodicidad.

Pasemos ahora a una búsqueda del tesoro interestelar para encontrar un lugar en otro lugar al que podamos llamar hogar algún día. Eventualmente podemos encontrar vida en forma de microbios, pero encontrar vida inteligente es algo real. Limitemos nuestra búsqueda de un lugar donde podamos sobrevivir como lo hacemos aquí. Tal lugar probablemente tendría el tipo de vida que sabemos que seguramente existirá, las formas de vida basadas en el carbono. También estamos limitando nuestra búsqueda a la galaxia de la Vía Láctea.

Al reflexionar por un momento, aquí hay una lista de filtros de requisitos previos que se me ocurrió para limitar nuestra búsqueda.

✔ Filtro 1: una estrella y un planeta rocoso

Una estrella ardiente (Fuente de la imagen: Tenor)

El Sol es la principal fuente de energía para la mayoría de la vida en la Tierra, directa o indirectamente. Algunas formas de vida pueden sostenerse independientemente de la existencia de una estrella, pero en una escala más grande y más compleja, definitivamente necesitamos la energía de una estrella. Hasta hace poco, los científicos no estaban muy seguros de si nuestro sistema solar era "The One" o el único entre muchos. Con la misión Kepler recientemente concluida, estas dudas han sido puestas a un lado. Ahora podemos afirmar con confianza que casi todas las otras estrellas tienen un sistema planetario a su alrededor, lo que significa que hay más planetas que estrellas en nuestra galaxia. Limitemos nuestra búsqueda a los planetas que orbitan alrededor de estrellas similares al Sol porque sabemos con certeza que dicha estrella puede proporcionar condiciones adecuadas para que exista la vida.

Aquí hay una intuición simple. Si existiera una estrella en otro lugar, casi del mismo tamaño y edad que el Sol, ¿también tendría un sistema planetario similar a su alrededor? ¿Cuál es la probabilidad de que dicho sistema también tenga un planeta similar a la Tierra y que la vida haya evolucionado allí de la misma manera que aquí?

Las características básicas de un potencial gemelo solar son las siguientes:

  • Debe ser una estrella de secuencia principal de tipo G, es decir, una estrella (esencialmente como un sol) que es similar en tamaño al Sol y está fusionando hidrógeno a helio, y continuará haciéndolo durante unos 10 mil millones de años hasta que se agote. de combustible y luego se expande en un gigante rojo solo para finalmente arrojar sus capas externas para convertirse en una enana blanca.
  • Su temperatura de la superficie debe ser de aproximadamente 5700 K y la edad debe ser de aproximadamente 4,6 mil millones de años, lo que da tiempo suficiente para que la vida inteligente (como la conocemos) evolucione.
  • Debería tener una metalicidad similar a la del Sol. Esta es una medida de varios elementos dentro de una estrella que son más pesados ​​que el hidrógeno o el helio. Lo que hace de esto una propiedad interesante es que puede indicar indirectamente si y qué tipo de exoplanetas puede tener el sistema estelar. Las estrellas con mayor metalicidad pueden tener gigantes gaseosos y planetas rocosos que giran a su alrededor. Podemos estimar que una estrella con una metalicidad similar a la del Sol puede tener planetas similares a su alrededor.

Filtrando a partir de los datos actuales de estrellas observadas, tenemos muchos buenos candidatos que están cerca de gemelos solares. Volveremos a ellos pronto, pero ahora veamos otros criterios considerados.

✔ Filtro 2: agua líquida

Gotas de agua líquida (Fuente de la imagen: Reddit)

Un buen día, dos átomos de hidrógeno se unieron a un átomo de oxígeno, y así se creó el elixir de la vida. El agua es la quintaesencia para la supervivencia de nuestro tipo. Un humano promedio no durará más de una semana sin él.

La distancia desde una estrella a la cual la temperatura es perfecta para que exista agua líquida a menudo se denomina Zona Ricitos de Oro. Idealmente, la temperatura de la superficie debe estar entre -15 y aproximadamente 70 grados centígrados. Nuestro enfoque está en los planetas encontrados en esta zona de su estrella madre. Según los datos de Kepler, ¡los astrónomos estimaron que puede haber hasta 11 mil millones de planetas del tamaño de la Tierra orbitando sus estrellas progenitoras dentro de la Zona Ricitos de Oro!

✔ Filtro 3: Composición atmosférica

La aurora boreal se forma cuando las partículas cargadas interactúan con nuestra atmósfera.

Necesitamos oxígeno para el metabolismo y una capa de ozono para proteger la vida de los rayos nocivos del sol. La presión y la composición deben ser las correctas para ayudarnos a sobrevivir y prosperar. También necesitamos el efecto invernadero sin el cual la Tierra habría sido mucho más fría. Si bien pueden existir varias formas de vida en condiciones más duras, restringámonos en esta búsqueda.

Si se pregunta cómo podemos comprender la atmósfera de un exoplaneta que está a varios años luz de distancia, tenemos un método simple pero efectivo para hacerlo. Al observar el espectro de luz de una estrella que también atraviesa la atmósfera del exoplaneta, podemos identificar los elementos presentes en ella. Los átomos y las moléculas, en general, absorben ciertas longitudes de onda de luz (esto es específico de un elemento, por lo tanto, es más como la huella digital de ese elemento). En nuestras observaciones espectrales, estas longitudes de onda de luz estarán ausentes, lo que indica su presencia en la atmósfera del exoplaneta.

✔ Filtro 4: un campo magnético

Campo magnético de la Tierra que nos protege del viento solar (Fuente de la imagen: NASA)

La presencia de un campo magnético tiene una fuerte correlación con muchas cosas. Por ejemplo, considere nuestro segundo hogar potencial, Marte. Su atmósfera es mucho más delgada (unas 100 veces) que la de la Tierra. Aunque se encuentra dentro de la Zona Ricitos de Oro, apenas hay agua líquida en la superficie. No es sorprendente que tampoco haya rastros de vida. La tierra, por otro lado, está prosperando con la vida. Una diferencia clara aquí es la ausencia de un campo magnético fuerte en Marte.

Según nuestra comprensión actual, el campo magnético de un planeta no solo lo ayuda a retener su atmósfera hasta cierto punto, sino que también nos protege de los vientos solares y otras partículas cargadas de alta energía al desviarlos.

✔ Filtro 5: Distancia desde el Centro Galáctico

Si pensabas que estar en la Zona Ricitos de Oro de una estrella debería ser suficiente, te equivocas. El sistema estelar también debe estar presente en lo que se conoce como la 'Zona Habitable Galáctica'. Estas son las áreas de una galaxia donde la vida tiene la mayor posibilidad de sustento. Idealmente, se encuentra a una distancia cómoda del centro galáctico y no cerca de ninguna supernova u otros eventos estelares violentos que puedan representar la amenaza de extinción. La Tierra está en uno de esos lugares con un vecindario cósmico relativamente pacífico.

Esta es la zona galáctica habitable de la Vía Láctea, según lo previsto por Lineweaver et al (2004).

✔ Filtro 6: Otros factores diversos

Hay varios otros factores que pueden tener algún efecto en la evolución de la vida. La Tierra es el único planeta conocido que alberga vida, pero eso no es todo. La Tierra también es la única que tiene tectónica de placas (ha habido algunas observaciones que indican una actividad similar en la luna de Júpiter, Europa). Ayudan a mantener una temperatura estable en el planeta. Esto sugiere que la tectónica de placas puede ser esencial para que exista la vida, pero los científicos argumentan que puede no ser una necesidad absoluta.

Otra consideración es la presencia de los llamados 'Buenos Júpiter' en el sistema. Los gigantes gaseosos como Júpiter que orbitan más lejos de su estrella madre pueden desempeñar un papel en desviar los asteroides masivos de un curso de colisión hacia los planetas rocosos interiores. Esto podría ayudar a prevenir las extinciones en masa dando tiempo suficiente para que la vida inteligente evolucione.

Si bien el origen de la vida en la Tierra parece ser el resultado de una serie de eventos orquestados demasiado buenos para ser una mera coincidencia, lo que me hace pensar que no es único es el enorme tamaño insondable de este universo. Los sistemas estelares y los planetas que satisfacen todos los criterios anteriores tienen una muy buena posibilidad de haber desarrollado vida extraterrestre. Teniendo en cuenta grandes cantidades como 11 mil millones de planetas similares a la Tierra, parece plausible que algunos de ellos tengan vida inteligente, pero algo está extrañamente mal.

Hay demasiadas posibilidades para que no estemos solos. Una pequeña ventaja en otros lugares por unos pocos millones de años debería haber generado una civilización tecnológicamente avanzada que ya podría haber explorado nuestra galaxia. y, sin embargo, donde sea que miremos al espacio, apenas hay firmas biológicas o tecnológicas, solo un silencio profundo, un vacío de oscuridad. Cualquier reclamo de lo contrario casi siempre se descarta como falsa alarma. Esta es esencialmente la paradoja de Fermi. ¿Dónde están todos?

Antes de seguir adelante, hagamos una estimación de cuán común debería ser la vida, estadísticamente hablando. Esto se puede encontrar usando la famosa ecuación de Drake:

Fuente: Wikipedia

No tenemos valores precisos para estos parámetros, pero dos estimaciones contrastantes nos dicen que estamos solos o que hay más de 15,600,000 civilizaciones dentro de nuestra galaxia. Es un escenario en todas partes o en ninguna parte. No hay intermedios.

Más cerca de la verdad que nunca antes, es hora de explorar el universo utilizando los datos que tenemos (al momento de escribir este artículo).

Volviendo a la discusión sobre las estrellas similares al Sol, hasta ahora hemos identificado dieciséis candidatos que son gemelos cercanos, de los cuales cinco de ellos han confirmado que los exoplanetas los orbitan. Pero no te hagas ilusiones. El universo siempre tiene algo bajo la manga para romper nuestras expectativas.

Una de esas estrellas, HD 164595 tiene un planeta (llamado HD 164595b) al menos 16 veces más masivo que la Tierra en órbita cada 40 días. Se supone que es similar a Neptuno y probablemente no pueda mantener la vida, pero curiosamente, en mayo de 2015, los astrónomos detectaron una señal de radio peculiar proveniente de esa dirección. Algunos estaban entusiasmados de que pudiera ser de origen extraño, pero la falta de más pruebas y observaciones desestimó tal afirmación.

Se descubrió que otra estrella llamada HD 98649 tenía un planeta orbitando en una órbita extrañamente excéntrica. Puede ser un hogar poco probable para toda la vida, pero hay una mejor esperanza a unos 2700 años luz de distancia. Aquí yace YBP 1194, uno de los mejores gemelos solares encontrados hasta ahora. Sin embargo, esta estrella es parte de un grupo de estrellas más grande, a diferencia del Sol, pero hay un exoplaneta orbitando que indica que pueden ser comunes incluso entre los cúmulos estelares. Se estima que este en particular es 100 veces más grande que la Tierra y orbita sorprendentemente cerca de su estrella. Esto pone un signo de interrogación sobre la habitabilidad de este sistema, incluso si existieran otros planetas sin descubrir en la Zona Ricitos de Oro de la estrella.

El sistema planetario de otro gemelo solar HIP 11915 es mucho más emocionante. Hemos confirmado que un gigante gaseoso del tamaño de Júpiter está orbitando esta estrella y, lo que es más interesante, casi a la misma distancia que Júpiter está de nuestro Sol. Esto sugiere la presencia de planetas rocosos internos dentro del sistema, uno de los cuales podría ser similar a la Tierra. Los científicos predicen que esto podría muy bien ser el Sistema Solar 2.0. Se necesitan más observaciones para confirmar lo mismo.

Ahorrando lo mejor para el final, tenemos la estrella Kepler-452 ubicada a unos 1402 años luz de nosotros. Tiene un exoplaneta confirmado en órbita con un período de 384.843 días, bastante cercano a un número con el que estamos muy familiarizados. ¡Este planeta también se encontraba dentro de la Zona Ricitos de Oro de su estrella y se estima que su temperatura superficial es similar a la de la Tierra!

Justo cuando pensabas que las piezas del rompecabezas encajan sin problemas, tenemos un problema con su estrella madre. Es mucho más antiguo que el Sol (casi 1,5 mil millones de años), por lo tanto, este sistema es más como una versión futura del nuestro. De cualquier manera, si la vida evolucionara allí como lo hizo en la Tierra, su civilización estaría millones de años por delante de nosotros, y así serán las condiciones allí. No tenemos pruebas claras de esto, pero es una apuesta fuerte. Los científicos del Instituto SETI (Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre) ya han comenzado a escanear esta área en busca de posibles señales extraterrestres. Puede ser solo cuestión de tiempo antes de que encontremos algo.

Fuente de la imagen: NASA

La misión Kepler ha hecho un trabajo asombroso al descubrir Kepler-452b y ahora la misión TESS está actualmente en funcionamiento con el único objetivo de identificar más exoplanetas. Apenas hemos explorado la punta de la punta del iceberg. Se recibirán cada vez más datos en los próximos años con nuevas misiones planificadas y estamos en el camino correcto en nuestra búsqueda. Incluso después de reducir varios factores e imponer múltiples restricciones estrictas, todavía nos quedan muchos lugares para explorar y buscar vida.

Todas estas observaciones se hacen dentro de la galaxia de la Vía Láctea, y solo en los últimos 50 años, hemos hecho algunos descubrimientos prometedores. Se estima que nuestro universo tiene más de 200 mil millones de galaxias. Incluso si consideramos que la vida existe en un solo planeta en cada galaxia espiral, el número de civilizaciones extraterrestres debería ser enorme.

En lugar de buscar lugares ideales donde pueda existir vida, un enfoque más simple sería buscar señales desde el espacio profundo. La teoría es que cualquier vida inteligente probablemente enviaría transmisiones al espacio tal como lo hacemos nosotros. La detección de una señal de radio que representa una transmisión intencional o codificada es una prueba garantizada de vida inteligente. Hemos estado escuchando tales señales durante mucho tiempo.

En el pasado, ha habido varios programas como Project Ozma, Projects Sentinel, META, BETA y Project Phoenix, todos ellos con el objetivo principal de detectar señales extraterrestres. Como habrás adivinado, ninguno de ellos tuvo éxito hasta ahora.

Esta no es una búsqueda aleatoria, y hay varios consejos para buscar. Una de ellas es la radiofrecuencia de los pozos de agua donde los científicos generalmente buscan señales de comunicación. Esta frecuencia especial corresponde a la línea espectral de iones hidroxilo e hidrógeno, dos de los compuestos más abundantes en el universo. Esto lo convierte en un "canal silencioso", es decir, desprovisto de cualquier ruido (que es absorbido por ellos), lo que lo hace ideal para la comunicación extraterrestre.

Los científicos también han estado buscando varias megaestructuras alienígenas que se han teorizado, como una Esfera Dyson, Enjambre o Anillo, Espejo espacial, Hipertelescopio, Propulsor Shkadov, etc. Estas son algunas estructuras locas de ciencia ficción, pero son teóricamente plausibles y podrían construirse por una civilización avanzada. (Tipo 2 en la escala de Kardashev, la medida común utilizada para calificar el avance tecnológico de una civilización)

¿Qué señales hemos encontrado hasta ahora?

¡El World of Warcraft! señal representada como

La mayoría de las veces, el espacio es inquietantemente silencioso e incluso esos pocos momentos cuando se detecta algo, probablemente sea una falsa alarma. Aun así, ¡hemos encontrado algunos verdaderamente misteriosos como el Wow! Señal que algunos científicos ahora piensan que fue solo de un cometa que pasa.

La fuente de radio SHGb02 + 14a descubierta en 2003 parece ser más antinatural. Está dentro de la región del pozo de agua, y se observó varias veces con una deriva de frecuencia similar. ¡Lo que lo hace peculiar es que la dirección de donde proviene no tiene estrellas en la región! Hasta la fecha, no hay una explicación clara de su origen.

En este momento hay varios programas en funcionamiento y seguiremos encontrando señales más interesantes. También hay un protocolo formulado llamado 'Política de detección posterior' que establece pautas universales sobre qué hacer después de un descubrimiento potencial.

La intuición general para considerar que una señal desconocida es de origen extraño es la siguiente:

  • No debería verse natural. Debería haber algunos signos obvios como ancho de banda estrecho, modulación, codificación, frecuencias múltiples, etc.
  • No debería ser una anomalía de una sola vez (lo que generalmente indica que es solo una interferencia o falsa alarma). Deberíamos poder observarlo una y otra vez desde la misma posición en el cielo.
  • Debe originarse desde un punto específico y solo desde ese punto. Si se recibe dicha señal desde todas las direcciones, es más probable que sea de origen natural, aunque es posible que no hayamos sabido qué podría haberla causado. (por ejemplo, ráfagas de radio rápidas (FRB))

Si eres un astrónomo aficionado y encuentras algo que satisfaga estos criterios, podrías estar en algo extraño. Breakthrough Listen es una iniciativa reciente iniciada en un esfuerzo por escuchar a nuestras estrellas vecinas. Los datos astronómicos recopilados durante este programa se ponen a disposición del público. ¡Puede acceder a él y realizar su propia investigación!

La falta de evidencia puede tentarnos a sacar conclusiones tempranas, pero acabamos de comenzar nuestra búsqueda y creo que nuestro vecindario cósmico está lleno de secretos que esperan ser descubiertos.

Sepa esto, la próxima vez que mire hacia el cielo nocturno. Es más probable que cerca de un punto parpadeante en algún lugar haya un lugar al que alguien llame hogar, y tal vez, solo tal vez, que alguien nos esté mirando directamente reflexionando sobre la misma pregunta que tenemos: "¿Estamos realmente solos?"

Supongo que, dentro de los próximos 1000 años más o menos, encontraremos o seremos encontrados por nuestros compañeros cósmicos. Y ese momento será el más significativo en toda la existencia de la humanidad. Aquí hay un pequeño mensaje que quiero dejar a los extraterrestres que lean este artículo en el futuro (bueno, soy bastante ambicioso):

"¡Hola! No estoy seguro si puedes entender esto, pero gracias por toda la inspiración. Mucho antes de que supiéramos sobre usted, inspiró a generaciones de mentes curiosas y exploradores como yo a soñar con una existencia más allá de los cielos ... "

Y aquí está mi respuesta a esa pregunta. No, no estamos solos, nunca hemos estado y nunca estaremos. En el peor de los casos, incluso si mis pensamientos resultan estar equivocados, todavía los encontraremos.

En algún momento, nos habríamos convertido en los extraterrestres que hemos estado buscando todo este tiempo.

La imagen de arriba muestra la interpretación de un artista de un flujo de eventos en una historia de 13 mil millones de años del Universo desde el Big Bang en la parte superior derecha en sentido antihorario hasta la formación de vida en la Tierra en la parte inferior derecha. (Créditos de imagen: Indiana University Bloomington)